高密度沉淀池—超滤组合工艺处理微污染水中试研究

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1、高密度沉淀池—超滤组合工艺处理微污染水中试研究李  星1，芦澍1，孙文鹏1，杨艳玲1，陈  杰2（1．北京工业大学建筑工程学院，北京100124；2.苏州立升膜分离科技有限公司，苏州215152)摘要：采用高密度沉淀池—超滤组合中试工艺，处理存在低温、低浊、高藻、高有机物等特点的微污染原水。试验结果表明，组合工艺对浊度、藻类及微生物指标的去除效果极佳，出水浊度值在0.07~0.09NTU，藻类基本全部去除，未检测出总大肠杆菌群；组合工艺的CODMn和氨氮去除率分别达到31.12%和52.65%，具有良好的处理效果。在高密度沉

2、淀池中投加3mg/L和5mg/L的粉末活性炭，可使CODMn去除率分别提高至38.6%和44.6%，超滤出水CODMn已远低于3.0mg/L，并能延缓膜污染，降低跨膜压差增长速度，有效延长超滤膜的化学清洗周期。本研究为超滤膜的工程应用提供了有价值的参考和依据。关键词：高密度沉淀池，超滤，粉末活性炭，微污染水    试验水源引自某水厂原水渠，存在夏季高藻、冬季低温低浊、消毒副产物前体物高、口感差、个别时段出现嗅味等典型微污染水源水质特征。目前水厂常规处理工艺对耗氧量的去除率一般不超过30%，无法保证出厂水耗氧量≤3mg/L的要

3、求；而水厂当前面临的又一问题是全年一半以上月份藻类含量都在2×106个/L以上，高发期最高时可达107个/L，腥臭味大，处理难度较大。针对日益恶化的原水水质，水厂现有常规工艺已无法使出水水质达到新的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求，因此亟需增加深度处理工艺确保出水水质，满足人民生产、生活需要。    超滤膜在浊度、藻类以及微生物安全性的控制上，有着其他工艺不可比拟的优势[1,2]；高密度沉淀池在处理低温低浊水、有机物等方面效果较好，又由于污泥回流浓度较高，排泥可直接处理，并且占地面积小，易于原水厂的改扩建

4、[3-5]，鉴于以上二者优点，试验采用高密度沉淀池—超滤组合工艺（以下简称高密度—超滤工艺）进行效果试验及运行研究。1    材料与方法1.1    工艺流程原水经原水泵提升从进厂原水渠进入，在混合池、反应池中混凝、强化絮凝后进入高密度沉淀池沉淀，沉后水进入超滤膜系统进行过滤出水（工艺流程见图1）。在试验研究期间，间歇向高密度沉淀池中投加粉末活性炭，并使其在沉淀池中回流。图1高密度沉淀池—超滤组合工艺流程图1.2    高密度沉淀池及运行参数高密度沉淀池进水量为3.0m3/h，污泥回流比3~5%,PAM加药量为0.10mg/

5、L（混合池与污泥回流处各投加0.05mg/L），FeCl3加药量6.25mg/L；配水及斜管区停留时间22.8min，表面负荷15m3/m2•h，斜管上升流速0.0048m/s；混合池搅拌机100转/min，水力停留时间2.7min；反应池搅拌机88转/min，水力停留时间14.8min。1.3    超滤膜装置及运行参数试验采用超滤试验装置。整个超滤系统由超滤膜组件、叠片过滤器、增加泵、管件、阀门、控制系统、空气压缩机等组成。进水量3.0m3/h，过滤周期30min，正洗流量7.0m3/h，反洗流量8.0m3/h，冲洗程序

6、为正洗20s，然后反洗30s，再正洗10s。1.4    水质指标及检测方法采用HACH-2100N型台式浊度仪检测浊度，检测范围0.001~1000NTU；采用显微镜计数法检测藻类；采用酸性高锰酸钾滴定法检测高锰酸盐耗氧量；采用纳氏试剂分光光度法检测氨氮；采用平板计数法检测细菌总数；采用多管发酵法检测大肠菌群。2    结果与讨论2.1    组合工艺对浊度去除效能试验研究阶段原水浊度值在5.20~13.10NTU，高密度沉淀池出水浊度值在1.63~6.27NTU，超滤出水浊度值在0.07~0.09NTU，平均去除率分别为

7、60.91%和99.03%。图2高密度沉淀池—超滤组合工艺对浊度的去除由于高密度沉淀池优化了传统工艺中的混凝、强化絮凝、沉淀三个过程，并采用混凝剂和高分子助凝剂相结合的方式，使系统内形成了均质和高密度的絮凝体，加快了泥水分离，使得出水浊度较低[6]；再通过超滤膜过滤，对悬浮颗粒和胶体颗粒均有极好的截留作用。研究表明[7]，超滤出水浊度一般在0.1NTU以下，并且不受原水水质的影响。2.2    组合工艺对藻类去除效能试验期间原水中藻类的检出值为57~287万个/L，经过高密度沉淀池处理后藻类数量下降到13~41万个/L，平均

8、去除率为60.55%；超滤出水中基本未有藻类检出，高密度沉淀池—超滤组合工艺对藻类的去除率基本达到100%，解决了藻类难以去除等问题。图3高密度沉淀池—超滤组合工艺对藻类的去除2.3    组合工艺对CODMn去除效能图4为高密度沉淀池—超滤组合工艺对CODMn的去除效果，其中高密度沉淀池