臭氧_生物活性炭处理效果的影响因素与工艺分析
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Keywords : Ozo ne ; Biological activated carbo n ; Advanced t reat ment ; Influence effect s ; Process analysis
0 前言 桐乡市果园桥水厂供水规模为 15 万 m3 / d ,采
用生物预处理 + 强化常规处理 + 臭氧 —生物活性炭 深度处理工艺 ,是国内首家采用该工艺的水厂 。
臭氧接触对耗氧量的去除效果见图 2 。由图 2 可见 ,臭氧接触对耗氧量去除率的变化趋势与进水 耗氧量成反比 。进水耗氧量越低 ,臭氧接触对耗氧 量的去除率相对越高 。
图 2 臭氧接触对耗氧量的去除效果
投产后至 2008 年 1 月 (即图中 432 d) ,臭氧投加 量控制在 1. 5 mg/ L ,2008 年 1 月后 ,将臭氧投加量调 整至 1. 2 mg/ L ,2008 年 12 月后调整至 1 mg/ L 。在 此低投加量下臭氧投加量对耗氧量去除率还是有影 响 ,投加量下降使臭氧 —生物活性炭深度处理工艺对 耗氧量的去除率略有下降。至于 1. 5 mg/ L 以上的 臭氧投加量对耗氧量去除率的影响将另撰文讨论 。 2. 2 生物活性炭对耗氧量的去除效果 2. 2. 1 耗氧量去除率的变化
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
图 1 生物预处理 + 常规处理对耗氧量的去除效果
或突低 ,文中不作解释 (下同) 。 由图 1 可见 ,生物预处理 + 常规处理对耗氧量
由图 5 可见 ,生物活性炭以吸附作用为主导的 状态 在 满 负 荷 条 件下基本保持近 5 个月 。之后的
图 5 生物活性炭去除率与水温 、处理水量的相关性
10 个月左右是吸附作用为主导至生物作用为主导 的过渡期 ,在此期间生物活 性 炭 对耗氧量的去除 率由 45 %左右逐渐下降至 20 %左右 。从与水温基 本一致的变化趋势可见 ,自此以后的运行中生物作 用占据了主导地位 , 其去除率随着水温的变化而 变化 。
的去除率稳定保持在 40 %～60 %。由于生物预处 理对耗氧量的去除效果较差 ( < 10 %) ,因此生物预 处理 + 常规处理的去除效果是以常规处理为主 。去 除率的变化趋势与进水耗氧量的变化趋势基本一 致 ,说明常规处理的去除效果与进水浓度有关 。进 水耗氧量在 7 mg/ L 以上时 ,去除率为 50 %～60 % , 7 mg/ L 以下时去除率为 40 %～50 %。
Abstract : The advanced p rocess in To ngxiang Cit y Guoyuanqiao Water Treat ment Plant has been operated for five years. Based o n t he five years t race analysis o n t he seco nd stage ozo ne2 biolo gical activated carbo n , t he removal effect s of t he ozo ne co ntact p rocess , biological activated carbon and ozone2biological activated carbon on oxygen demands were demonstrated , the effects of water temperature , treatment load , raw water oxygen demand , ozone dosage on removal efficiency were analyzed , and main effects of biological treatment in the middle and later periods of biological activated carbon process were also showed through the lowering levels of activated carbon physic indexes. In general , multi2effects affect t he t reat ment of ozo ne2biolo gical activated carbo n.
日期
原水 CODMn 炭前 CODMn 炭后 CODMn 去除率
/ mg/ L
/ mg/ L
/ mg/ L
/%
20041111 20041112 20041113 20041114 20041115 20041116 20041117 20041118 20041119 20041120 20041121 20041122 20041123 20041124 20041125 20041126 20041127 20041128
经过生物预处理 + 常规处理工艺后 ,基本可以 将 6～8 mg/ L 的原水耗氧量处理到 3～4 mg/ L ,原 水低于 6 mg/ L 时基本可以处理到 3 mg/ L 以下 。
生物预处理 + 常规处理对耗氧量去除率的变化 趋势与水温没有明显的相关性 。 2 臭氧 —生物活性炭工艺的处理效果 2. 1 臭氧接触对耗氧量的去除效果
深度处理工艺于 2003 年、2004 年分两期投入运 行。规模为 7 万 m3 / d 的二期工程于 2004 年 7 月投 产 ,至今运行已近 5 年。该工程中的深度处理部分由 提升设施、1 座臭氧接触池和 1 座生物活性炭池组成。 原水经生物预处理与常规处理后由提升泵提升进入 臭氧 —生物活性炭深度处理工艺单元。臭氧接触池 分为 2 格 ,有效水深为 6 m ,每格分为 3 段 ,每段都设 有陶瓷细泡扩散盘 ,臭氧投加比例为2 ∶1 ∶1 。根据
1 0 给水排水 Vol1 36 No1 2 2010
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
年 11 月 22 日 ,耗氧量去除率突然明显下降 ,从 11 月 21 日的 68. 8 %急剧下降至 42. 8 %。在去除率突 降的这一段时间内 , 生物活性炭的平均去除率从 65 %左右下降至 45 %左右 , 降幅约 20 个百分点 。 截止 到 11 月 21 日 , 二 期 生 物 活 性 炭 运 行 历 时 137 d ,平均耗氧量去除率达 69. 4 %。之后的耗氧 量去除率变化趋势较为平稳 ,再无明显突变 。分析 认为耗氧量去除率的突然下降表明了生物活性炭以 吸附作用为主导阶段的结束 。 2. 2. 2 去除率与进水耗氧量的相关性
2007 年 5 月 30 日运河水厂正式投产后 ,果园 桥水厂的供水量大幅下降 。供水量的减少 ,使整个 工艺的处理水量下降 ,导致原水与生物活性炭的接 触时间延长 ,生物活性炭对耗氧量的去除率明显升 高 。2007 年 6～10 月平均处理水量为 5. 1 万 m3 / d , 生物活性炭池平均停留时间为 24. 4 min ,生物活性 炭对耗氧量的平均去除率为 29. 2 % ;2006 年 6～10 月平均处理量为 7. 4 万 m3 / d ,生物活性炭池平均停 留时间为 16. 8 min , 生物活性炭的平均 去除 率为 19. 9 %。由此可见 ,2007 年与 2006 年同期相比 ,生 物活性炭池的平均停留时间延长了 45. 2 % ,在活性 炭使用时间增加了一年的情况下 ,平均去除率仍然 提高了9. ห้องสมุดไป่ตู้个百分点 ,说明处理水量及停留时间在生 物活性炭的处理过程中起着重要的作用 。2008 年 11 月后 ,生物活性炭池停止运行了一半的滤格 ,停 留时间相对缩短了一半 ,处理效果与 2007 年同期相 比有所下降 ,在验证了处理量影响的同时 ,臭氧投加 量有所下降也是因素之一 。 2. 2. 4 低温时的去除率
7. 21 7. 52 7. 52 6. 57 6. 81 6. 77 8. 73 8. 08 8. 16 7. 42 7. 42 7. 34 7. 50 6. 61 7. 43 7. 12 6. 56 7. 28
2. 77 2. 69 2. 77 2. 61 2. 61 2. 93 2. 85 2. 69 2. 93 3. 02 2. 85 2. 85 3. 02 2. 85 2. 58 2. 48 2. 48 2. 72
实际水质情况臭氧投加量为 1～3 mg/ L ,以液氧为 气源 ,设置 1 台产量为 10 kg/ h 的臭氧发生器 ,臭氧 接触时间为 15 min 。生物活性炭池分为 10 格 ,全部 采用 12 ×40 目原煤破碎炭 ,单格面积 48 m2 ,炭层 厚度 1. 8 m ,滤速8 m/ h ,接触时间 13. 5 min ,采用气 冲洗 + 单水反冲洗的冲洗方式 。 1 生物预处理 + 常规处理的去除效果
由图 4 可见 ,生物活性炭对耗氧量去除率的变 化趋势与进水耗氧量基本一致 ,进水耗氧量越高 ,去 除率越高 。
图 4 生物活性炭对耗氧量的去除效果
2. 2. 3 去除率与水温 、处理量的相关性 最高水温为 2006 年 8 月 25 日 33. 7 ℃,最低水温
为 2008 年 2 月 3 日 2. 1 ℃,水温从 2005 年 11 月 9 日 开始统计 (下同) 。处理水量 (万 m3 / d) 从 2005 年 9 月 22 日开始统计 。
生物活性炭于 2004 年 7 月 7 日投入运行 ,前 20 d 的耗氧量去除率均在 80 %以上 ,最大为 88. 4 % , 最小为 80. 1 % ,平均为 83. 3 %。随着运行时间的延 长 ,去除率逐渐下降 (见图 3) 。由表 1 可见 ,至 2004
0 前言 桐乡市果园桥水厂供水规模为 15 万 m3 / d ,采
用生物预处理 + 强化常规处理 + 臭氧 —生物活性炭 深度处理工艺 ,是国内首家采用该工艺的水厂 。
臭氧接触对耗氧量的去除效果见图 2 。由图 2 可见 ,臭氧接触对耗氧量去除率的变化趋势与进水 耗氧量成反比 。进水耗氧量越低 ,臭氧接触对耗氧 量的去除率相对越高 。
图 2 臭氧接触对耗氧量的去除效果
投产后至 2008 年 1 月 (即图中 432 d) ,臭氧投加 量控制在 1. 5 mg/ L ,2008 年 1 月后 ,将臭氧投加量调 整至 1. 2 mg/ L ,2008 年 12 月后调整至 1 mg/ L 。在 此低投加量下臭氧投加量对耗氧量去除率还是有影 响 ,投加量下降使臭氧 —生物活性炭深度处理工艺对 耗氧量的去除率略有下降。至于 1. 5 mg/ L 以上的 臭氧投加量对耗氧量去除率的影响将另撰文讨论 。 2. 2 生物活性炭对耗氧量的去除效果 2. 2. 1 耗氧量去除率的变化
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
图 1 生物预处理 + 常规处理对耗氧量的去除效果
或突低 ,文中不作解释 (下同) 。 由图 1 可见 ,生物预处理 + 常规处理对耗氧量
由图 5 可见 ,生物活性炭以吸附作用为主导的 状态 在 满 负 荷 条 件下基本保持近 5 个月 。之后的
图 5 生物活性炭去除率与水温 、处理水量的相关性
10 个月左右是吸附作用为主导至生物作用为主导 的过渡期 ,在此期间生物活 性 炭 对耗氧量的去除 率由 45 %左右逐渐下降至 20 %左右 。从与水温基 本一致的变化趋势可见 ,自此以后的运行中生物作 用占据了主导地位 , 其去除率随着水温的变化而 变化 。
的去除率稳定保持在 40 %～60 %。由于生物预处 理对耗氧量的去除效果较差 ( < 10 %) ,因此生物预 处理 + 常规处理的去除效果是以常规处理为主 。去 除率的变化趋势与进水耗氧量的变化趋势基本一 致 ,说明常规处理的去除效果与进水浓度有关 。进 水耗氧量在 7 mg/ L 以上时 ,去除率为 50 %～60 % , 7 mg/ L 以下时去除率为 40 %～50 %。
Abstract : The advanced p rocess in To ngxiang Cit y Guoyuanqiao Water Treat ment Plant has been operated for five years. Based o n t he five years t race analysis o n t he seco nd stage ozo ne2 biolo gical activated carbo n , t he removal effect s of t he ozo ne co ntact p rocess , biological activated carbon and ozone2biological activated carbon on oxygen demands were demonstrated , the effects of water temperature , treatment load , raw water oxygen demand , ozone dosage on removal efficiency were analyzed , and main effects of biological treatment in the middle and later periods of biological activated carbon process were also showed through the lowering levels of activated carbon physic indexes. In general , multi2effects affect t he t reat ment of ozo ne2biolo gical activated carbo n.
日期
原水 CODMn 炭前 CODMn 炭后 CODMn 去除率
/ mg/ L
/ mg/ L
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20041111 20041112 20041113 20041114 20041115 20041116 20041117 20041118 20041119 20041120 20041121 20041122 20041123 20041124 20041125 20041126 20041127 20041128
经过生物预处理 + 常规处理工艺后 ,基本可以 将 6～8 mg/ L 的原水耗氧量处理到 3～4 mg/ L ,原 水低于 6 mg/ L 时基本可以处理到 3 mg/ L 以下 。
生物预处理 + 常规处理对耗氧量去除率的变化 趋势与水温没有明显的相关性 。 2 臭氧 —生物活性炭工艺的处理效果 2. 1 臭氧接触对耗氧量的去除效果
深度处理工艺于 2003 年、2004 年分两期投入运 行。规模为 7 万 m3 / d 的二期工程于 2004 年 7 月投 产 ,至今运行已近 5 年。该工程中的深度处理部分由 提升设施、1 座臭氧接触池和 1 座生物活性炭池组成。 原水经生物预处理与常规处理后由提升泵提升进入 臭氧 —生物活性炭深度处理工艺单元。臭氧接触池 分为 2 格 ,有效水深为 6 m ,每格分为 3 段 ,每段都设 有陶瓷细泡扩散盘 ,臭氧投加比例为2 ∶1 ∶1 。根据
1 0 给水排水 Vol1 36 No1 2 2010
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
年 11 月 22 日 ,耗氧量去除率突然明显下降 ,从 11 月 21 日的 68. 8 %急剧下降至 42. 8 %。在去除率突 降的这一段时间内 , 生物活性炭的平均去除率从 65 %左右下降至 45 %左右 , 降幅约 20 个百分点 。 截止 到 11 月 21 日 , 二 期 生 物 活 性 炭 运 行 历 时 137 d ,平均耗氧量去除率达 69. 4 %。之后的耗氧 量去除率变化趋势较为平稳 ,再无明显突变 。分析 认为耗氧量去除率的突然下降表明了生物活性炭以 吸附作用为主导阶段的结束 。 2. 2. 2 去除率与进水耗氧量的相关性
2007 年 5 月 30 日运河水厂正式投产后 ,果园 桥水厂的供水量大幅下降 。供水量的减少 ,使整个 工艺的处理水量下降 ,导致原水与生物活性炭的接 触时间延长 ,生物活性炭对耗氧量的去除率明显升 高 。2007 年 6～10 月平均处理水量为 5. 1 万 m3 / d , 生物活性炭池平均停留时间为 24. 4 min ,生物活性 炭对耗氧量的平均去除率为 29. 2 % ;2006 年 6～10 月平均处理量为 7. 4 万 m3 / d ,生物活性炭池平均停 留时间为 16. 8 min , 生物活性炭的平均 去除 率为 19. 9 %。由此可见 ,2007 年与 2006 年同期相比 ,生 物活性炭池的平均停留时间延长了 45. 2 % ,在活性 炭使用时间增加了一年的情况下 ,平均去除率仍然 提高了9. ห้องสมุดไป่ตู้个百分点 ,说明处理水量及停留时间在生 物活性炭的处理过程中起着重要的作用 。2008 年 11 月后 ,生物活性炭池停止运行了一半的滤格 ,停 留时间相对缩短了一半 ,处理效果与 2007 年同期相 比有所下降 ,在验证了处理量影响的同时 ,臭氧投加 量有所下降也是因素之一 。 2. 2. 4 低温时的去除率
7. 21 7. 52 7. 52 6. 57 6. 81 6. 77 8. 73 8. 08 8. 16 7. 42 7. 42 7. 34 7. 50 6. 61 7. 43 7. 12 6. 56 7. 28
2. 77 2. 69 2. 77 2. 61 2. 61 2. 93 2. 85 2. 69 2. 93 3. 02 2. 85 2. 85 3. 02 2. 85 2. 58 2. 48 2. 48 2. 72
实际水质情况臭氧投加量为 1～3 mg/ L ,以液氧为 气源 ,设置 1 台产量为 10 kg/ h 的臭氧发生器 ,臭氧 接触时间为 15 min 。生物活性炭池分为 10 格 ,全部 采用 12 ×40 目原煤破碎炭 ,单格面积 48 m2 ,炭层 厚度 1. 8 m ,滤速8 m/ h ,接触时间 13. 5 min ,采用气 冲洗 + 单水反冲洗的冲洗方式 。 1 生物预处理 + 常规处理的去除效果
由图 4 可见 ,生物活性炭对耗氧量去除率的变 化趋势与进水耗氧量基本一致 ,进水耗氧量越高 ,去 除率越高 。
图 4 生物活性炭对耗氧量的去除效果
2. 2. 3 去除率与水温 、处理量的相关性 最高水温为 2006 年 8 月 25 日 33. 7 ℃,最低水温
为 2008 年 2 月 3 日 2. 1 ℃,水温从 2005 年 11 月 9 日 开始统计 (下同) 。处理水量 (万 m3 / d) 从 2005 年 9 月 22 日开始统计 。
生物活性炭于 2004 年 7 月 7 日投入运行 ,前 20 d 的耗氧量去除率均在 80 %以上 ,最大为 88. 4 % , 最小为 80. 1 % ,平均为 83. 3 %。随着运行时间的延 长 ,去除率逐渐下降 (见图 3) 。由表 1 可见 ,至 2004
