第三代城市饮用水净化工艺

2014-04-17 15:40:24 来源: 浏览:

    城市饮用水净化工艺——以超滤为核心


    技术的组合工艺


    超滤膜能将水中微生物几乎全部除去,是提高生物安全性最有效的方法。纳滤膜价格贵,能耗高。超滤膜价格已降至可接受的水平,目前最适于城市净水厂大规模应用。

 

    采用超滤可以几乎完全去除水中的微生物,极大地提高水的生物安全性,必将引起饮用水净化工艺的重大变革。超滤能去除颗粒性物质包括微生物,但对溶解性物质(中小分子有机物、无机物如氨氮等)去除效果较差,需增设膜前处理和膜后处理单元,构成组合工艺。第三代工艺是在第一、第二代工艺基础上发展起来的,可以采用第一、第二代工艺中的各种处理方法。针对水中不同污染物,膜前可采用混凝、吸附、化学氧化、生物处理等不同处理方法。由于超滤能将水中微生物几乎全部去除,所以原则上对膜出水不必再进行消毒,但为防止二次污染,尚需向水中投加少量消毒剂,从而使消毒副产物的生成量显著减少。

 

    第三代工艺:

 

    原水一膜前处理单元一超滤膜处理单元一膜后处理单元一优质水对浊度较低的原水,超滤可直接取代第一代工艺,出水浊度低于0.1 NTU,即:

 

    原水一超滤一出水

 

    我国有1/4以上净水厂以湖、库低浊水为水源,此外南方部分河水浊度也较低,所以超滤的应用意义重大。在上述工艺中增设混凝单元,可优化超滤参数:

 

    原水一混凝一超滤一出水 ,以上可称为短流程工艺。

 

    对浊度较高的原水,在膜前增设混凝沉淀单元,能大大拓展超滤对原水浊度的适用范围:

 

    原水一混凝一沉淀一超滤一出水

 

    对浊度较低的微污染原水,由混凝、预氧化、吸附和膜生物反应器组合而成的短流程工艺:

 

    预氧化剂—吸附剂—原水一混凝—生物粉末炭/超滤一出水

 

    该工艺中的混凝能去除水中大分子有机物,粉末活性炭能吸附去除中等分子量有机物、生物活性炭能生物降解小分子量有机物,并可去除氨氮,预氧化能强化混凝、吸附及生物降解作用,超滤对有机物也有一定去除作用,从而获得优质水。

 

    对浊度较高的微污染原水,应增设混凝沉淀预处理单元。超滤一混凝吸附生物反应器由于通过曝气不断向水中补充溶解氧,因此可氧化去除很高浓度的氨氮。试验表明,当原水氨氮突增至8~10 mg/L,对此冲击负荷,反应器对氨氮的去除率也能达到90%-95%,是迄今去除水中氨氮最有效的方法。

 

    试验表明,该反应器对有机物的去除效率可达(未投预氧化剂):


    TOC(68.3±7.1)%     THMFP(55.3±6.5)%

    OCDmn(72.7±10.4)% HAAFP(56.2±8.1)%

    DOC(63.2±8.4)%      BDOC(67.4±11.0)%

    UV254(75.6士7.3)%   AOC(75.5±8.4)%


    即反应器去除有机物的效率与第二代工艺(深度处理工艺)相当;反应器还可使水中溶解性磷酸盐的浓度降至痕量,显著增强生物稳定性。

 

    将第三代工艺用于常规工艺升级换代有着巨大的发展前景。若在常规工艺后设置超滤单元:

 

    原水一混凝一沉淀一过滤一超滤一出水

 

    原工艺中没有可兹利用的水头,需增设加压泵或抽吸泵,将使运行费增加,增设超滤单元,增加了建设费。用超滤取代常规工艺中的过滤单元:

 

    原水一混凝一沉淀一超滤(原为过滤)一出水

 

    则不增设新的大型净水构筑物,建设费较低,可利用原过滤水头(2~3 m),有利于降低运行费用;在提高出水水质的同时,还有可能提高出水水量。用超滤取代常规工艺中的沉淀和过滤单元:

 

    原水一混凝一超滤(原为沉淀和过滤)一出水

 

    可充分利用原工艺中的沉淀和过滤空间,建设费较低,并有可能大辐提高产水量;可利用原工艺大部分水头,可降低运行费用。我国常规工艺多种多样,需要根据其水厂常规工艺特点,选择最优方案。



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