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本课题采用济南市鹊山水库引黄水库原水,针对该水体低温、低浊、高藻、微污染的特点,立足于山东建筑大学现有研究基础,多家单位高校参与配合与技术支持,对气浮--活性炭双层滤料滤池工艺进行了较为深入的试验研究。
本课题研究内容包括:(1)气浮单元对藻类去除的研究,从工程角度分析试验设备,进行气浮用于水厂改建的科学参考。(2)设备在高藻期下,各处理单元的协同处理作用的研究,气浮对过滤单元的影响。(3)滤床中活性炭滤料2年内的变化情况,使用能够表征活性炭吸附的实验数据对滤料进行评价,与新炭比较2年内该滤料的失效情况。(4)滤床在长时间使用后,有机物随滤床厚度的穿透现象。
通过气浮单元的研究建议浮滤池改造及新建的最佳空气注入量设计值为16.9 L/m3,该工况点接触区停留时间不小于7.17min,针对当前的浮滤池装置及引黄水库原水水质,要保证较好的气浮去除效果,进水流量不宜超过0.9 m3/h,蓝藻为该工况点下去除的优势藻类。
高藻期强化试验中发现:高藻期内活性炭单元是浮滤池设备的主要处理单元,另外加药絮凝这一因素对设备出水带来的提升也很大。污染物指标在活性炭层上层就以截污的方式显著去除,且在有机物CODMn及浊度去除率指标上带来明显的提升。
活性炭滤料连续使用会逐渐接近饱和,经测定使用2年活性炭滤料连续使用后,滤料的中、大孔的结构和吸附能力变化不大,微孔结构失效较多。研究说明若活性炭滤料用于济南段引黄水库水滤池宜采用煤质活性炭,果壳质活性炭经测定认为更适合用于静态试验。
在测定滤料部分失效的基础上,在高藻期高负荷运行条件下通过对使用接近或者部分失效活性炭滤料的滤床进行一系列试验研究表明:(1)浮滤池活性炭滤床的进水流量最好设定为0.9m3/h,介于本单元已运行2年,活性炭碘值下降较大,在实际出水结果分析中认为接近或者部分失效,滤床的物理截流去除因素占总去除因素的绝大部分。(2)浮滤池单元反冲洗周期的确定只跟表层0-10cm滤料阻力的变化有关。(3)活性炭单元对常规指标的去除在0-30cm占优势,对藻类的去除在10-30cm层占优势。若考虑对常规指标的去除活性炭滤床70cm就可以满足要求,若小于70cm,则须考虑根据出水水质确定反洗周期。(4)滤床整体对水中NOM的去除仍然保持了很强的能力,并且具有针对性。(5)活性炭滤床滤速在大于0.8m3/h时会开始出现DOC污染物的二次污染,推测产生这个指标的是滤床中所含无法在UV254、CODMn检测出来的稳定的有机物,由于目前浮滤池设备仍在连续运行,无法对设备的滤床进行破坏性试验,所以难以确定该类物质的组分。