某市给水厂常规工艺对氨氮和COD_Mn_的去除效果分析.pdf

书书书 给水排水 增刊 城镇给排水 某市给水厂常规工艺对氨氮和 的去除效果分析 张仕杰 李 爽 王全胜 付婉霞 曹 平 韩 伟 北京建筑工程学院城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室 北京 中国计量科学研究院 北京 天津港保税区水处理新技术产业化基地 天津 淮南首创水务有限责任公司 淮南 摘要 对某市以淮河水为水源 采用常规工艺的 座给水厂 年每日的原水和出厂 水的氨氮和 的实测数据进行统计分析 得出 该市给水厂枯水期 平水期和丰水期氨氮平均去 除率分别为 的平均去除率分别为 各给水厂对氨氮去除率 存在一定差异 但对 的去除率差异不大 该市给水厂氨氮和 的去除率高于一般已有的 参考经验值 氨氮和 的去除率与制水量的增减基本无关 进水水质对氨氮的去除率影响较 大 水温对 的去除率影响较大 关键词 常规工艺 氨氮 去除率 影响因素 目前 我国饮用水源普遍面临有机污染问题 而 大多数城市和农村的集中式给水厂采用常规处理工 艺 该工艺对有机污染的实际处理效果有待总结分 析 本文对某市采用常规处理工艺的 座给水厂的 氨氮和 的去除率进行了统计分析 某市给水厂概况 某市位于安徽省中北部 地处淮河中游 座给 水厂均以淮河水为水源 沿水流方向自上而下依次 为给水厂 给水厂 和给水厂 给水厂 总供水能力 万 现实际供水 万 构筑物包含 隔板絮凝池 个 絮凝 时间为 平流沉淀池 座 沉淀池表面负荷为 停留时间为 普通快速滤 池 组 鸭舌阀滤池 组 滤速均为 投加 混凝剂为液态聚氯化铝 投加量为 其 具体工艺流程见图 图 给水厂 工艺流程 给水厂 总供水能力 万 现实际供水 万 构筑物包含 折板隔板组合絮凝池 个 絮凝时间 平流沉淀池 座 沉淀池表面负 国家水体污染控制与治理科技重大专项 荷为 停留时间为 双阀滤 池 座 滤速为 投加混凝剂为液态聚氯 化铝 投加量为 其工艺流程同给水 厂 给水厂 总供水能力 万 现实际供水 约 万 构筑物包含 折板隔板组合絮凝池 个 絮凝时间 平 流 沉 淀 池 座 沉 淀 池 表 面负荷率为 停留时间为 双阀滤池 座 滤速为 投加混凝剂为液 态聚氯化铝 投加量为 其工艺流程同 给水厂 常规工艺对氨氮和 的去除机理 常规给水处理工艺的去除对象主要是胶体 悬 浮物和致病菌 其工作原理是投加一定的混凝剂 使 水中的悬浮物和胶体成分脱稳 在一定条件下形成 絮凝体 经沉淀 过滤去除 之后经消毒灭菌后送出 饮用水 对有机物而言 混凝去除机理主要有 带负电的 有机物胶体与混凝剂水解出的带正电的金属离子发 生电中和而脱稳凝聚 金属离子与溶解性有机物分 子形成不溶性复合物而沉淀 有机物在絮体表面的 物理化学吸附 此外生长在滤料表面的微生物也会 分解部分有机物 水中氨氮经混凝沉淀会去除一部分 但大部 给水排水 增刊 分的氨氮是依靠 微 生物的硝 化 和 反 硝 化 作 用 去 除 水中有机氮在氨化过程中生成氨氮 氨氮在亚 硝化细菌的作用下 转化为亚硝酸盐氮 然后亚硝 酸盐氮在硝化杆菌作用下被氧化成硝酸盐氮 最 后硝酸盐氮通过反硝化作用转化为氮气 释放到 空气中 某市水厂对氨氮和 的去除率 氨氮去除率 根据 座给水厂 年每日的原水和 出水的氨氮值 得出 座给水厂每月的氨氮去除率 平均值 并由此计算不同水质期的氨氮去除率平均 值 其结果见表 从表 可以看出 该市给水厂 年枯 水期 平水期和丰水期的氨氮去除率平均值范围分别 为 个水质期 去除率平均值分别为 不同水质期内 氨氮的去除率存在一定差异 年中月去除率平均值 最大为 最小为 相差 个百分点 座给 水厂对氨氮的平均去除率也存在差异 尤其在平水期 和丰水期相差较大 最大达 个百分点 国内学 者 魏 晓 安 李 秋 霞 付 乐 和 刘 强 对常规工艺下给水厂氨氮去除率问题进行研究 结果为 氨氮去除率平均值分别约为 和 而从表 中看出某市 座常规工 艺给水厂对氨氮的去除率远高于这些已有研究的经 验值 去除率 根据 座给水厂 年每日的原水和 出水的 值 得出 座给水厂每月的 去 除率平均值 并由此计算不同水质期的 去除 率平均值 其结果见表 从表 可以看出 该市给水厂 年枯 水期 平水期和丰水期的 去除率平均值分别为 个水质期去 除率平均值分别为 不同水质期内 的去除率存在差异 年中月去除率平均值最大 为 最小为 相差 个百分点 座给水厂 在各个水质期中 对 的平均去除率差异不大 在付乐 刘强 和张东 的研究中 给水厂对 的 去 除 率 平 均 值 分 别 为 和 从表 的数据可以看出 某市 座常规工 艺给水厂对 的去除率平均值略高于已有研 究的经验值 氨氮和 去除率的影响因素分析 由于本文研究实际给水厂的处理效果 给水厂 的工艺运行参数无法人为控制 故主要研究制水量 进水水质 水温和管理水平等对氨氮和 去除 率的影响 制水量的影响 研究 座给水厂制水量对氨氮和 去除率 影响效果时 为排除水温和进水水质的干扰 选择 年中水温和进水水质相近的同一水质期 进行氨氮和 表 年 座给水厂不同水质期氨氮去除率平均值 给水厂 枯水期平水期丰水期 月 月 月 月 月 月平均 月 月 月 月 月平均 月 月 月 月平均 平均 表 年某市 座给水厂不同水质期 去除率平均值 水厂 枯水期平水期丰水期 月 月 月 月 月 月平均 月 月 月 月 月平均 月 月 月 月平均 平均 给水排水 增刊 去除率与制水量的关系研究 座给水厂 污染物去除率和制水量的关系分别见图 图 和 图 图 给水厂 不同水质期氨氮和 去除率与制水量关系 图 给水厂 不同水质期氨氮和 去除率与制水量关系 图 给水厂 不同水质期氨氮和 去除率与制水量关系 理论上讲 在一定的工艺条件下 如果增大或减 少给水厂的制水量会相应改变各构筑物的水力负 荷 从而影响对污染物的去除率 然而从图 图 和图 看出 同一水质期内 氨氮和 的去除 率随制水量的增大有升有降 即没有明显的相关性 也就是给水厂氨氮和 的去除率和制水量没有明 显的关系 有研究同样得出氨氮去除率和水力负荷无 关的结论 出现这种现象的原因是 在常规工艺中 减小制水量 即降低沉淀池的表面负荷和滤池滤速 可以提高悬浮物和胶体的去除率 但由于有机物和氨 氮的去除机理与悬浮物和胶体不同 既有物理化学作 用 也有生物氧化作用 故减小水力负荷 不能明显提 高溶解性有机物和氨氮的去除率 进水水质的影响 座给 水 厂 年 各 月 进 水 氨 氮 和 平均浓度分别见图 和图 图 各给水厂进水氨氮浓度变化情况 图 各水厂进水 浓度变化情况 由图 看出 给水厂 进水氨氮浓度明显高于 给水厂 和给水厂 给水厂 的氨氮浓度略高于给 水厂 从表 看出 在三个水质期内给水厂 对氨 氮的去除率明显高于给水厂 和给水厂 给水厂 和给水厂 的去除率差异不大 根据去除率公式 式中 污染物进水浓度 污染物出水浓度 当各给水厂根据饮用水卫生标准的要求 污染 物出水浓度 相接近时 则该污染物的去除率主要 取决于进水浓度 越高 去除率越高 座给 给水排水 增刊 水厂对氨氮的去除率说明了这一点 由图 可以看出 给水厂 在平水期和丰水期 进水 浓度高于给水厂 和给水厂 从表 中看出在这两个水质期内 给水厂 对 的去 除率也略高于给水厂 和给水厂 这同样说明了 进水污染物浓度越高 去除率也越高 水温的影响 表 显示 座给水厂丰水期的 去除率 最大 平水期的去除率居中 枯水期的去除率最低 这说明水温对 去除率的影响较为明显 在一 定范围内 温度越高 去除率越大 有研究表 明原水 与原水温度的相关系数为 出水 与出水温度相关系数为 这说明温度 或季节变化对进 出水水质有一定影响 常规工艺 下 给水厂对有机物的去除主要依靠物化作用 部分 依靠生物降解 在一定温度范围内 水温的升高不 仅可以加快混凝剂的水解 提高各个处理单元的反 应速率 但是从表 看出 水温高的丰水期和水温较低 的平水期给水厂氨氮去除率平均值相差不大 均 较枯水期的氨氮去除率低 可以得出在一定温度 范围内 水温对氨氮去除率影响不大 且在温度较 低时更有利于氨氮去除 这与张文妍在试验中发 现的结论相似 出现这种现象的原因在于 决 定氨氮去除率的亚硝化细 菌 适合 在 生 长 硝化细菌适合在 生长 由于该市冬 季平均水温在 以上 因此 个水质期基本都适 合亚硝化细菌和硝化细菌生长 水温高低对氨氮 去除率影响不大 但由于枯水期内进水氨氮明显 高于平水期和丰水期 根据 节的研究结果 进 水浓度越大 去除率越高 故低水温的枯水期氨氮 去除率较高 管理水平的影响 虽然该市 个座水厂分别建于 世纪 年 代 年代和 年代 设施老旧 但处理效果良好 实践经验表明 工艺和运行参数相似时 管理水平在 提高水厂的运行效果方面起着举足轻重的作用 该 市 座给水厂统一管理 制定了严格的运行和检测 制度 管理严格到位 当水质发生变化时 做混凝剂 投加试验 适时调节投加量 并根据出水水质监测各 构筑物的运行效果 必要时进行某些参数的适当调 整 正是基于严格运行 检测和管理制度 才保证了 座给水厂较高的氨氮和 去除率 该市给水厂的实际处理效果表明 只要工艺及 参数选择得当 运行管理到位 常规工艺给水厂也可 取得较高的氨氮和 去除率 结论 该市给水厂 年枯水期 平水期 和丰水期的氨氮去除率平均值范围分别为 个水质期去除率 平均值分别为 去除率平均值 范围分别为 个水质期去除率平均值分别为 氨 氮和 去除率均高于一些文献参考值 氨氮和 的去除率与制水量没有明显 的相关性 水温对 座给水厂 去除率的影响较 为明显 在一定范围内 温度越高 去除率越 大 而水温对氨氮去除率影响不大 座给水厂严格的运行 检测和管理制度是 保障氨氮和 去除效果的重要因素 参考文献 魏晓安 陈丽 陆少鸣 等 曝气生物滤池去除水中氨氮的试验研 究 给水排水 李秋霞 孙洪伟 赖能城 等 预氯化去除饮用水水源中高浓度氨氮 等污染因子的应急处理研究 水处理研究 付乐 陶涛 曹国栋 等