城镇供水厂化学预处理工艺运行管理关键技术评估研究

发布时间：2020-11-03 21:41

　　 水具有重要的战略意义,保障安全的饮用水供应,关乎人民群众的生命健康,关乎社会的平稳运行,关乎经济的绿色发展。然而,随着水源水污染问题日趋严重,传统的水处理工艺难以有效保证安全稳定的饮用水生产供应。在这一背景下,预处理工艺和深度处理工艺等水处理技术逐渐被应用到既有水厂的提质改造和新建水厂的设计建造中来。供水厂是饮用水安全保障体系“水源-水厂-管网-用户”的重要环节,供水厂的运行管理水平直接关乎其保障安全供水的能力。在国家“十一五”、“十二五”水专项期间,对化学预处理工艺开展了一定的研究,但是在化学预处理工艺运行管理技术方面有所欠缺,制约了该工艺标准化体系的建立,也限制了其更广泛的应用。本研究依托国家“十三五”水专项“城镇供水厂预处理工艺运行管理关键技术评估及标准化研究”专题,对化学预处理工艺运行管理关键技术进行了梳理凝练和评估验证,以促进该工艺的推广应用和长远发展。首先,对与化学预处理工艺运行管理相关的技术内容作了分析与凝练。对化学预处理工艺进行了系统的分析,针对臭氧、高锰酸钾、二氧化氯、粉末活性炭四种预处理药剂,从应用范围、技术条件、技术效能三个方面作了总结。在此基础上,凝练出了供水厂化学预处理工艺运行管理关键技术,包含水质分析、方式选择、参数调整、设备维护、人员培训、制度建设等内容。其次,开展了技术评估工作。在前文分析的基础上,以实用性、稳定性、系统性、经济性、创新性为一级指标,并进一步细分出二级指标和三级指标,构建出化学预处理工艺综合评估指标体系。应用层次分析法,结合专家打分,计算得到一级指标权重,结合三级指标专家打分分数,加权计算得到最终评分,完成对四种化学预处理工艺的技术特征评估。同时又进行了技术优化评估,明确了各运行管理关键技术的发展潜力,为技术优化和标准化工作提供依据。最后,进行了供水厂实例评估验证。到应用化学预处理工艺的城镇供水厂开展实地调研与人员访谈,搜集必要的水质数据、了解水厂预处理工艺的运行模式、生产管理制度等相关资料。通过在水厂生产层次开展技术评估,初步验证了综合评估体系的可靠性与实用性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU991.2
【部分图文】：

图 3-1 臭氧预氧化技术条件研究比例分配图城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》中，提到预臭氧投加量不宜过约为 0.5~4mg/L，实际投加量应该根据具体的原水水质以及实验的结定。氧投加方式方面，李继等以深圳某水库水添加一定的溴化钾溶液配需要的原水，以不同的臭氧投加方式开展实验，研究其对溴酸盐生成。研究者开展了两种投加方式的对比，第一种是一个固定投加点瞬间投加所有臭氧，与一个固定投加点持续投加即按照某个速率不断地完所有臭氧。第二种是将反应时间均分成 1~5 个时段，分别在每个，5 种工况共投加 1~5 次，投加臭氧的总量相同[12]。氧接触时间方面，相关运行规程中并未明确做出要求，只提到要保证间。同时还指出在臭氧接触池末端应有余臭氧检测装置，剩余臭氧浓.1~0.5mg/L 之间。袁志宇等研究发现，相同的臭氧投量下，延长氧化时除臭效果，但是其影响的显著程度随臭氧投量的增加而减少[13]。梁 1min、2.5min、5min 三种预氧化时间下对高藻低浊水浊度的去除效表明 2.5min 氧化时间时效果最佳[14]。

图 3-2 高锰酸钾预氧化技术条件研究比例分配图城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》中，提到高锰酸钾投加量，.5~2.5mg/L，实际投加量应该通过标准烧杯搅拌实验及锰含量合格综要避免过量投加造成出水色度和锰指标的超标。锰酸钾预氧化时间方面，相关运行规程中提到“宜投加在混凝剂投加不低于 3 分钟”。吴洁在 3mg/L 的预高锰酸钾投量下，在不同时长的，投加 15mg/L 的混凝剂 PAFC，发现随时间增加，叶绿素 a 的去除到最高点90%，后呈下降趋势；CODMn去除率在30分钟达到最高点3趋势[25]。总体而言，处理效果随预氧化时间的增加呈现先增加后趋下降的趋势，但不同的药剂投加量，以及不同的目标去除物质，其变区别。处理方式选择方面，文献研究集中在对比不同预处理方式的处理效高锰酸钾、二氧化氯、过氧化氢预处理进行对比[28]，对比硫酸铜、氯过氧化氢、臭氧对蓝藻细胞完整性的作用[29]，也有将单独高锰酸钾和活性炭联用预处理相对比的研究。具体选择应依据原水水质，处理效要的经济可行性分析来最终选择。

图 3-3 二氧化氯预氧化技术条件研究比例分配图城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》中，只对二氧化氯用作消毒制、设备维护、生产储存投加等作了规定，缺乏二氧化氯用在预处理二氧化氯的投加量与其技术效能直接相关，实际投加量应根据原水的合实验的结果综合考虑确定。氧化氯预氧化时间方面，唐玉兰等以 5mg/L 的投量研究去除水中 F钟的氧化时间去除率即可达到 94%，10 分钟后去除效果基本不变[4究二氧化氯除微量酚效能时，发现 0.4mg/L 和 0.6mg/L 投量下，氧化效果明显优于 30s，而 0.8mg/L 投量下则差别不大[33]。在水厂实际合水质、目标污染物、投量等具体的工况条件来确定最佳的预氧化时氧化氯预氧化投加点方面，现有研究主要集中在当供水厂使用高锰性炭的条件下，如何确定二氧化氯预氧化的投加点。周舒月等通过设活性炭、高锰酸钾、二氧化氯投加点和组合方式，对比发现，二氧化会因搅拌导致挥发浪费，且亚氯酸盐出水超标，应在沉淀后投加[32]。先二氧化氯预氧化后混凝和先混凝后二氧化氯预氧化的处理效果， THMFP、浊度色度、TOC、UV254各指标来看，先预氧化后混凝均优于先
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本文编号：2869138