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本研究以国家水专项为依托,针对济南市引黄水库水低温低浊、高藻的水质特征,设计浮滤池装置,充分将气浮技术、过滤与活性炭技术联用,对浮滤池工艺处理引黄水库水进行了较为深入的试验研究。
研究内容包括四个方面:(1)浮滤池装置的设计;(2)浮滤池装置的调试与试运行;(3)低温低浊期浮滤池工艺去除效果的试验研究;(4)低温低浊期预氧化-浮滤池组合工艺去除效果的试验研究。
以进水量5m3/h设计浮滤池中试试验装置,装置上部为气浮区,下部为过滤区,总体尺寸为1.2m×0.8m×4.3m。通过对浮滤池设备运行初期的调试试验,确定本试验装置运行稳定时间为2h,并确定了最佳的混凝剂投加位置。通过试验考察气浮单元的溶气压力、回流比、水力负荷等工艺条件下对运行效果的影响,建议本试验装置的最佳溶气压力值为0.40MPa,最佳回流比为18%,水力负荷不要超过8 m3/(m2·h)。
对低温低浊期浮滤池混凝条件进行试验,考察不同投药量下聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合氯化铝铁一聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂(PAFC-PDMDAAC)、聚合硅酸氯化铝铁(PFASiC)三种混凝剂的混凝效果,确定低温低浊期最佳的混凝剂为聚合氯化铝铁(PAFC),最佳投药量2mg/L(以Al3+计)。通过对浮滤池过滤单元的滤速和过滤周期进行试验,得出最优滤速为5m/h,并且最好不要超过8m/h,过滤单元的过滤周期为72h。
对低温低浊期气浮过滤方式和微絮凝直接过滤方式进行比较试验,试验结果显示,两种运行方式的出水水质均满足水质标准要求,气浮过滤运行方式的去除效果优于微絮凝直接过滤方式。考虑到气浮过滤方式运行气浮单元使能耗增加,而且与直接过滤方式相比,对各指标的去除效果提高幅度较小。因此建议低温低浊期浮滤池运行方式也可采用微絮凝直接过滤方式。
试验对浮滤池工艺的絮凝参数设计L9(34)正交试验,确定出各因素的最佳水平为:回流比18%,进水量5m3/h,混合转速130r/min,反应转速40r/min。
对低温低浊期预氧化-浮滤池组合工艺的去除效果进行试验研究,得出预氧化可有效提高浮滤池工艺的去除效果,而且高锰酸钾的预氧化效果整体上优于二氧化氯的预氧化效果。预氧化后过滤出水浊度在0.3NTU以下,TOC去除率接近100%。