钱塘江水源水厂O3/BAC深度处理工艺组合优化及其水质研究

论文题目: 钱塘江水源水厂O3/BAC深度处理工艺组合优化及其水质研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 市政工程

作者: 陈士才

导师: 许建华

关键词: 钱塘江水源,深度处理,工艺组合,优化,水质

文献来源: 同济大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文主要研究了微污染原水以O3氧化、常规处理、BAC滤池为处理单元进行不同组合工艺流程的优化、生产工艺运行参数优化、破碎炭和柱状炭的除污染物效果和活性炭吸附性能的历时变化规律,以及饮用水生物稳定性和内分泌干扰物与致突变性物质的去除效果等方面的问题。通过杭州市钱塘江水源水厂的生产性试验和中试试验,得到如下结论: 1.中试试验研究表明:O3—BAC和单独BAC技术去除水中浊度、CODMn、TOC、UV254、NH4+—N以及NO2-—N的效果相近;破碎炭除污染物效果明显优于柱状炭;水温、水力负荷、浊度等因素对BAC滤池除污染物效果影响明显。 2.对活性炭再生周期的研究表明:投加O3和生物再生作用都可以延长活性炭的使用寿命;柱状炭的使用寿命要比破碎炭长;在实际生产运行过程中,破碎炭的使用寿命约有6.19年,比中试试验条件下的活性炭使用寿命约短2个月。 3.工艺运行参数优化表明:预O3和后O3的最佳投加量分别为0.55mg/L、1.60mg/L,投加预O3还能节约矾耗20%左右,活性炭层厚度1.50m即可满足水处理要求,BAC滤池的最佳水力负荷为10m3/m2.h。 4.不同组合工艺流程优化后认为:在原水CODMn≤4.5 mg/L情况下,常规处理+O3—BAC深度处理工艺（流程1）、预O3+常规处理+O3—BAC深度处理工艺（流程2）以及预O3+常规处理+BAC深度处理工艺（流程3）在技术上都能很好地满足水处理要求,但以流程3最为经济。三个工艺流程的工程投资分别为643.6元/m3、650.8元/m3、638.6元/m3,单位制水成本分别为0.555元/m3、0.563元/m3、0.535元/m3。 5.钱塘江原水属于生物基本稳定性水,生产性常规处理工艺使出厂水的AOC浓度平均增加26%,出厂水生物稳定性变差。生产性深度处理工艺（预O3+常规处理+O3—BAC+氯胺消毒）使得出厂水的AOC浓度平均增加70%,出厂水生物稳定性也变差,尽管砂滤和BAC滤池去除AOC效果良好,但后O3氧化和氯胺消毒会大幅度提高AOC出水的浓度（平均升高2.29倍和1.57倍）。因此有必要减少后O3投加量或采用单独BAC技术以及减少消毒剂投加量等措施来控制AOC浓度,使出厂水达到生物稳定。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 水源污染状况及其危害

1.1.1 我国饮用水水源污染概况

1.1.2 水源污染对人体健康的危害

1.2 饮用水水质标准的发展

1.2.1 我国饮用水水质标准的发展

1.2.2 国外饮用水水质标准的发展

1.2.3 我国现行饮用水水质标准与国际先进水质标准的差距

1.3 饮用水常规处理技术的局限性

1.4 臭氧—生物活性炭深度水处理技术的研究和应用

1.4.1 臭氧—生物活性炭水处理技术在国外的发展概况

1.4.2 臭氧—生物活性炭水处理技术在我国的发展概况

1.4.3 臭氧—生物活性炭水处理工艺的挣水原理

1.4.4 臭氧—生物活性炭水处理效果的影响因素

1.4.5 O_3—BAC和BAC的区别

1.4.6 臭氧—生物活性炭水处理技术的研究热点

1.5 本课题研究的目的、意义及主要研究内容

1.6 本课题研究的创新点

第2章 水处理工艺流程组合优化试验研究

2.1 水质概况

2.1.1 原水水质特征

2.1.2 原水中有机物分子量的分布特性

2.1.3 原有工艺出厂水特征及其分析

2.2 试验工艺流程

2.2.1 中试试验工艺流程

2.2.2 中试试验装置

2.2.3 生产性工艺流程

2.3 水质的分析测定

2.4 常规处理+O_3-BAC工艺和常规处理+BAC工艺流程的对比研究

2 4 1 COD_(Mn)的去除效果

2.4.2 氨氮和亚硝酸盐氮的去除效果

2.4.3 TOC和UV_(254)的去除效果

2.4.4 浊度去除效果

2.5 常规处理工艺和预O_3+常规处理工艺流程的对比研究

2.5.1 COD_(Mn)的去除效果

2.5.2 氨氮的去除效果

2.6 预O_3 + 常规处理 + O_3-BAC组合工艺和预O_3 + 常规处理 + 单独BAC工艺除污染物效果的对比研究

2.6.1 COD_(Mn)的去除效果

2.6.2 氨氮的去除效果

2.6.3 浊度的去除效果

2.7 优化组合工艺流程的确定

2.8 本章小结

第3章 关于BAC滤池若干问题的研究

3.1 BAC滤池炭层厚度的研究

3.1.1 O_3—BAC组合工艺中炭层厚度的研究

3.1.2 单独BAC工艺中炭层厚度的研究

3.2 活性炭再生周期的研究

3.2.1 活性炭的碘值随运行历时的变化规律

3.2.2 活性炭的亚甲蓝值随运行历时的变化规律

3.2.3 活性炭的苯酚吸附值随运行历时的变化规律

3.2.4 活性炭滤池活性炭吸附性能沿程变化规律

3.2.5 活性炭再生周期的确定

3.3 破碎活性炭和柱状活性炭除污染效果的对比研究

3.4 臭氧化对BAC性能的影响

3.5 水温对BAC滤池去除污染物效果的影响

3.6 浊度对有机物去除效果的影响

3.7 水力负荷的影响

3.8 各工艺流程的生物活性炭的生物学特征

3.9 臭氧—生物活性炭(O_3-BAC)净水机理分析

3.9.1 臭氧去除污染物机理的探讨

3.9.2 生物活性炭(BAC)去除水中污染物的机理

3.9.3 臭氧—生物活性炭(O_3-BAC)去除有机物的机理

3.10 本章小结

第4章 饮用水生物稳定性研究

4.1 饮用水生物稳定性的定义及其评价指标

4.2 清泰水厂常规处理工艺去除AOC效果的研究

4.2.1 原水中AOC含量的变化

4.2.2 常规处理工艺各处理单元AOC含量的变化

4.2.3 常规处理工艺全流程对AOC的去除效果

4.3 O_3—BAC深度水处理工艺去除AOC效果的研究

4.3.1 南星水厂原水中AOC含量的变化

4.3.2 深度处理工艺各处理单元AOC含量的变化

4.3.2.1 预臭氧氧化、混凝和沉淀处理单元对AOC的去除效果

4.3.2.2 砂滤池处理单元对AOC的去除效果

4.3.2.3 后臭氧氧化处理单元对AOC的去除效果

4.3.2.4 BAC处理单元对AOC的去除效果

4.3.2.5 氯胺消毒处理单元对AOC的去除效果

4.3.3 深度处理工艺全流程对AOC的去除效果

4.3.3.1 各水处理单元中AOC的变化

4.3.3.2 全流程处理工艺对AOC的去除效果

4.3.4 出厂水中AOC组成的变化

4.4 南星水厂供水管网中AOC的沿程变化规律研究

4.5 深度处理工艺与常规处理工艺去除AOC的对比研究

4.5.1 南星水厂与清泰水厂原水中AOC含量的比较

4.5.2 不同处理工艺对AOC去除效果的比较

4.5.3 不同处理工艺对AOC组成成分的改变

4.6 磷限制因子在深度处理工艺中的去除效果

4.7 本章小结

第5章 生产性O_3—BAC技术去除水中微污染物的研究

5.1 O_3—BAC联用技术去除水中微污染有机物的研究

5.1.1 COD_(Mn)在O_3—BAC深度水处理工艺流程中的变化规律

5.1.2 UV_(254)在O_3—BAC深度水处理工艺流程中的变化规律

5.1.3 TOC在O_3—BAC深度水处理工艺流程中的变化规律

5.2 不同水处理工艺流程对致突变性去除效果的研究

5.2.1 常规水处理工艺对水的致突变活性的影响

5.2.2 O_3—BAC深度水处理工艺对水的致突变活性的影响

5.2.3 单独BAC深度水处理工艺对水的致突变活性的影响

5.2.4 结论

5.3 O_3—BAC联用技术去除内分泌干扰物的研究

5.3.1 内分泌干扰物研究概况

5.3.1.1 内分泌干扰物的定义及分类

5.3.1.2 内分泌干扰物的作用机理和研究目的

5.3.2 常规水处理工艺去除内分泌干扰物的效果

5.3.3 O_3—BAC深度水处理工艺去除内分泌干扰物的效果

5.4 本章小结

第6章 南星水厂臭氧—生物活性炭深度水处理示范工程

6.1 示范工程介绍

6.1.1 工程主要内容

6.1.2 新增工艺的主要设计参数

6.2 预臭氧最佳投加量的研究

6.3 后臭氧最佳投加量的研究

6.4 预臭氧氧化对矾耗的影响

6.5 三种生产性组合工艺去除水中污染物效果的对比试验研究

6.6 本章小结

第7章 钱塘江水源O_3/BAC深度水处理工程技术经济分析

7.1 水处理工艺选择的技术分析

7.1.1 水中不同分子量有机物的特性

7.1.2 净水处理工艺选择的依据—有机物分子量分布特征

7.1.3 钱塘江水源水深度处理组合工艺及工艺设计参数的优选

7.2 经济分析

7.2.1 工程投资估算

7.2.2 经营成本估算

7.3 活性炭 + 硅藻土组合技术深度处理水中微污染物的技术经济研究

7.3.1 硅藻土概况

7.3.2 活性炭 + 硅藻土组合技术去除水中微污染物的技术可行性研究

7.3.2.1 浊度、COD_(Mn)的去除效果

7.3.2.2 TOC、UV_(254)的去除效果

7.3.2.3 Ames试验

7.3.3 活性炭 + 硅藻土组合技术的经济性分析

7.4 本章小结

第8章 结论与建议

8.1 结论

8.2 建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

发布时间: 2006-06-29

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