预处理工艺

主要工艺

随着经济发展,水源水质已受到不同程度污染,污染成分越来越复杂,例如地表水主要污染物为高锰酸盐指数、氨氮、石油类;湖、库水源主要污染物TN、TP、藻类及其分泌物;另外水土流失等造成原水含砂量增多。

当原水含砂量、色度、藻类、有机物、致突变前体物等含量较高、臭味明显时,经过常规处理工艺的净水不能达到水质目标时,在常规处理工艺基础上增加预处理以解决受污染饮用水源水处理。

预处理设施有连续运行、间歇运行和应急性处理装置。

预处理的工艺主要有预沉、生物预处理、化学预氧化、粉末活性炭吸附;此外,还有曝气法、水库蓄存、自然沉淀等,新的预处理方法如磁分离工艺等正在推广使用。

1、预沉

原水泥砂颗粒较大或浓度较高时,采用一次混凝沉淀和加大投药量仍难以满足沉淀出水要求,此时应设置预沉池。可根据原水含砂量、粒经、沉降性能、砂峰持续时间、排泥要求和条件、处理水量水质要求,结合地形、现有条件选择预沉方式。

预沉池常用的有沉砂、沉淀(自然沉淀、絮凝沉淀)、澄清等。原水中悬浮物多为砂性大颗粒时应采用沉砂池,原水含有较多黏土性颗粒时采用混凝沉淀、澄清等凝聚沉淀方式。

2、生物预处理

生物预处理的主要作用是去除原水中氨氮、异臭、有机微污染物、藻类等,减少对后续工艺滤池的堵塞,达到生活饮用水水质标准。

生物预处理是利用依附在填料上的微生物自身生命代谢活动(氧化、还原、合成等过程),微生物的生物絮凝、吸附、氧化、生物降解和硝化等综合作用使水中氨氮、有机物等。逐渐有效去除。生物预处理主要包括生物滤池和生物接触氧化两种方式。

主要设备有阀门、蝶阀、止回阀、排气阀、搅拌器、水泵、鼓风机、空压机等。

3、化学预氧化

在混凝工序前投加氧化剂可以去除微量有机污染物、除藻、除嗅味、控制氯化消毒副产物、去除铁锰等,并可起到助凝作用。在预氧化过程中,氧化剂与水中多种成分作用,能够提高对有害成分的去除效率,但在一定条件下也会产生某些副产物。目前给水处理预氧化药剂主要有臭氧、高锰酸钾(及高锰酸钾复合剂PPC)、氯、二氧化氯等。由于二氧化氯的副产物对人体有害,其投量不宜过高,因此二氧化氯一般主要作为后续的消毒剂使用;高铁酸盐制备难度大、成本高、易分解，实际工程中使用的较少。

4、粉末活性炭吸附(应急)

粉末活性炭吸附是完善常规处理工艺,去除水中有机污染物的有效方法之一。

当原水短时间内含较高浓度溶解性有机物、色嗅味异常时,采用投加粉末炭,主要作用是吸附溶解性物质和改善色、臭、味等感官性指标。由于连续大量投加粉末活性炭成本较高,因此只在应对突发水源事件时使用。

粉末炭一般投加在原水中,经过充分混合接触后(10~15min),再投加其他药剂。

粉末活性炭的投加方法有干式投加和湿式投加两种。目前常用于给水处理工艺中的是湿式投加法,即将粉末活性炭配置成悬浮液定量投加。悬浮液的质量百分比浓度采用5%为宜。

主要设备:粉末活性炭压缩空气进料系统、贮料仓、除尘过滤器、输送料斗、投加罐进料器、螺旋投加器、计量泵等。

（1）设计要点 炭浆的输送可采用塑料水泵或普通离心泵,管道采用聚丙烯管道或ABS管道,管道内浆液流速一般在1.5~2.0m/s为宜,搅拌设备的功率按1~1.5kw/m³设计,所有炭浆制备和投加池均要求密封且通气系统要设置空气过滤器,以防止粉末活性炭污染环境和空气中灰尘进入炭浆池,降低炭浆的吸附效率。

（2）计算公式

①粉末活性炭干粉量及调配水量计算

日常粉末活性炭干粉量=已知处理数量×日常粉末活性炭的投加量

最大粉末活性炭干粉量=已知处理数量×最大粉末活性炭的投加量

②调配池容积和投加池容积

投加池容积=日常粉末活性炭的投加量×4h

调配池容积=投加池容积/2