德州市供水总公司第四水厂深度水处理工艺运行及管理案例探讨

德州市供水总公司第四水厂深度水处理工艺运行及管理案例探讨德州市供水总公司第四水厂刘长青（13905344527）姜松（15963398106）摘要：德州市供水总公司第四水厂净水工艺流程采用常规+臭氧-生物活性炭深度水处理工艺，本文就水厂运行以来相关水质参数及运行管理情况分别进行了介绍，水厂运行一年多时间以来，出厂水水质远远优于常规工艺，完全满足GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》106项的标准要求。关键词：深度水处理；上向流生物活性炭滤池；反冲洗周期。一、水厂概况及原水特点德州市供水总公司第四水厂始建于2013年5月，工程占地84亩，一期工程设计日供水能力11万吨，2014年5月正式供水运行。主要水处理工艺流程为：预（臭氧）处理+机械混合+折板反应+双层平流沉淀池+臭氧接触池+上向流生物活性炭池+V型滤池+紫外线、液氯消毒+污泥处理系统，水厂混凝剂采用液体聚合氯化铝铁，污泥处理工艺为聚丙烯酰胺。水厂原水为上游丁东水库通过管道供水直接进入厂区配水井，黄河水库水通过几次沉沙，至水库时已去除大部分杂质，所以原水浊度较低，全年平均浊度在10NTU以内，尤其是在冬季原水浊度一般在3NTU以内，出现较难处理的低温低浊水，同时高藻、高嗅味问题也是黄河水库水的主要特征，严重影响水质感官。二、工艺运行数据分析水厂运行以来，根据原水情况，我们对工艺运行参数不断的进行调整和摸索，始终保持沉后水和滤后水的水质达标，出厂水也经过几次省级水质监测机构的检测完全能够满足GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》106项的标准要求。以下是水厂2014年12月份至2015年6月份的原水、炭前、炭后、出厂水的浊度、氨氮、耗氧量以及亚硝酸盐氮等4项指标的相关数据曲线：由于在水厂工艺流程中，沉淀后的水通过臭氧接触池后直接进入上向流活性炭池，要求沉后水浊度在1NTU以内，故而冬季处理低温低浊水时混凝剂投加量反而偏高，冬季絮凝剂投加量在7mg/l左右，而夏季一般在5mg/l以内。通过以上水质变化曲线我们可以看出，在冬季原水低温低浊期，我们通过增加混凝投加量原水在经过混凝沉淀工艺后浊度完全能够满足1NTU以内的水质要求，至夏季后，通过不断的降低混凝剂投加量，使其始终满足1NTU的过程水要求，以减少水中混凝剂副产物。上向流生物活性炭池对浊度的去除并没有太大的作用，而对于氨氮、耗氧量以及亚硝酸盐氮的去除率则相当明显。三、深度水处理工艺运行研究臭氧-生物活性炭深度水处理技术是深度处理的核心工艺，我厂综合滤站采用臭氧催化氧化+上向流生物活性炭+后置微絮凝强化砂滤+紫外线消毒深度处理工艺。其中生物活性炭滤池共10格，单排布置，单格面积42m²，设计滤速11.46m/h，炭层接触时间13min，冲洗采用气冲方式，强度为15L/m²/s，反冲洗周期4-7d（可调节），炭层厚度2.5m，选用20x50目煤质压块破碎炭，支撑层厚度0.45m，D=2.0~16.0mm。1、运行中需注意的几个问题①、因第四水厂预处理采用预臭氧技术，在夏季藻类较多时，辅助采用前加氯。采用前加氯时，应注意进炭池水的余氯控制，进炭池水不宜含余氯。②、因本厂采用先炭滤后砂滤的工艺，因此应控制好进炭池水的浊度，第四水厂炭前水浊度控制在1NTU以下。2、炭池反冲洗的确定及存在的问题炭池反冲洗的问题的确定一直以来是水厂运行中难以确定，不断调整的过程。其中两项主要的运行参数是生物活性炭滤池反冲洗的强度和周期。第四水厂建厂以来，不断探索这一数据，不断调整反冲洗参数，使生物活性炭滤池尽可能在最理想的状态下运行。①、冲洗强度的确定：第四水厂采用先炭后砂的处理工艺，炭池截留物较多，因此需要经常反冲洗，而生物活性炭滤池生物膜的存在要求炭池冲洗频率不能太高，强度不能太大。因此炭冲池洗设计为一台鼓风机气冲，强度为15L/m²/s，而后静置一段时间，再水冲。水冲使用臭氧接触池来水。未单独设计反冲洗水泵及高位水箱。水冲强度是生物活性炭滤池反冲洗过程中重要的参数，水冲强度小达不到冲洗效果，水冲强度大容易造成跑炭现象。因此生物活性炭滤池投入运行后，我们不断调整水冲强度，最终确定水冲滤速在10-12m/h时，冲洗效果最好。②、冲洗时间的确定：反冲洗过程中，水冲初期初滤水水质达不到要求，需要通过排水管道排走，经过一段时间，滤池出水达到水质要求，即可进入砂滤工艺。因为目前暂时没有一个确定的初滤水水质指导标准，因此初滤水排放时间及初滤水水质合格标准是每个水厂需要自己确定的一个参数。而这个参数的确定应根据水厂实际合理确定。对于初滤水水质一个比较直观的确定方法是根据初滤水浊度确定。第四水厂生物活性炭滤池反冲洗后的水质要求为，初滤水浊度在10NTU以下。一般达到这个浊度需要的反冲洗时间大约为20-30min。③、反冲周期的确定：由于第四水厂进炭池水浊度控制在1NTU以下，因此一段时间内炭池截留污染物的量基本平衡。在确定生物活性炭滤池的过程中，第四水厂做了大量的实验，不断调整反冲洗周期，力保生物活性炭滤池在最合理的状态下运行。生物活性炭滤池反冲洗周期记录表通过生物活性炭滤池反冲洗周期记录表我们可以看出，反冲洗周期不同，水冲时间也不同，水冲时间代表生物活性炭池中截留污染物的多少。同时可以看出，若反冲洗周期过长，亚硝酸盐氮含量会上升。水中存在亚硝酸盐时表明有机物的分解过程还在继续进行，亚硝酸反冲洗周期5天10天15天20天25天30天碳前亚硝酸盐氮含量mg/L＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001炭后亚硝酸盐氮含量mg/L＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.0010.003达到10NTU以下所需时间冲洗时间（min）10-1520-2520-2520-2530-3530-35盐的含量如太高，即说明水中有机物的无机化过程进行的相当强烈，表示污染的危险性仍然存在。因此反冲洗周期过长，会有生物污染危险性的存在。反冲洗周期过短，生物活性炭滤池冲洗过于频繁，不利于生物膜的形成。同时不同季节，反冲洗时间也不一样，夏季水温高，生物活动性强，水中藻类物质多，附着在炭池滤料上，使滤料粘性变大，不利于滤料发挥作用，因此夏季应适当缩短反冲洗周期。综上所述，第四水厂反冲洗的周期确定为夏季10-15天，冬季15-20天。四、结论在利用预臭氧+常规+臭氧-生物活性炭组合工艺处理以冬季低温低浊、夏季高藻、高嗅味为主要特点的黄河水库水时，需注意以下几点：1、冬季运行期间，可适当增加混凝剂的投加量或添加助凝剂等方式提高混凝效果，保证沉淀池出水水质；2、在夏季处理高藻、高嗅味原水时，应在配水井适当加氯以更好地去除水中藻类物质，同时应严格控制沉后水中的余氯，以免对活性炭性能产生影响；3、生物活性炭池的水反冲洗强度是水厂在实际运行当中需要注重的参数，反冲洗时要及时观察初滤水中跑炭情况，在不跑炭的前提下适时调整水冲强度和冲洗时间；4、生物活性炭池要根据原水和炭池出水水质及季节等因素制定不同的反冲洗周期，以延长活性炭使用寿命，并充分发挥生物活性炭池的作用。参考文献：1、现代化净水厂技术手册（中国建筑工业出版社）2、查人光，徐兵，沈卫民，吴辉.集中深度处理组合工艺的运行比较.给水深度处理研究会2014年年会论文集2014年3、中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委管会，生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）