北方低温低浊期饮用水COD控制方法的研究
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出 自：2001年中日水处理技术国际交流会
发表时间：2001-11-22
陈晓峰
（黑龙江省大庆石化分公司机动设备处 163714）
Research On Controlling Methods of Drinking-water‘s COD
When the Temperature and Turbidity of water resource are lower In the
Norward
Abstract: As industries developing, the organic polluction of drinking-water resource can‘t be ignored.
Because a little is harmful to human beings, organisms in drinking-water are must be reduced. The capacity
of drinking-water fitting is 1500t/h in the Refinery of Daqing Petrochemical Complex, in practice, is 800t/h.
In1996, the advances water treatment fittings were added. In winer, especially from December every year to
February next year, the temperature and turbidity of water are lower. Water is hard to be cleaned. There are
much more organisms in water resource. So COD of drinking-wateris hard to get to standard. To low COD
of drinking-water, we adjusted many technical parameters in a few years. We achieved a lot of experiences.
The COD of drinking-water was ensured to low 2.5mg/l when the temperature and turbidity of water are
lower in water. In summer, the COD of drinking-water was under 1.6mg/l.
0 前言
随着现代工业的日益发展，生活饮用水水源的有机物污染己经成为不可忽视的问题。由于饮用水中即使含有少量的有机物也会对人体产生极大危害，因此饮用水中有机物含量必须严格控制。COD正是衡量水中有机物含量的标准，因此对饮用水COD的控制就变得非常重要。大庆石化公司炼油厂生活饮用水处理装置设计处理能力为1500t/h，实际处理量为800t/h，1996年增加了饮用水深度处理装置。在实际运行中，由于季节的变化，遇到很多问题。其中的问题之一是，每年的12月份到第二年的1、2月份，是低温低浊期，絮凝效果不好，而水源COD值又偏高，采用原来的工艺参数，出水COD合格率往往很低。为改变这一状况，我们结合以往几年来的经验，调整了水处理工艺的多项参数，从中逐渐摸索出了一套运行方法，保证了饮用水COD值的合格率，即使在低温低浊期，也能控制出水COD值在2.5mg/l以下，而夏季出水COD值可控制在1.6mg/l左右，浊度均在1NTU以下。
1 絮凝沉淀工艺参数的调整
为达到去除水中有机物的目的，在常规水处理工艺中主要从降低浊度入手。研究表明，浊度与COD值呈正相关系(1)。因此，絮凝沉淀工序是降低水的COD值的最有效辅助手段。
为提高低温低浊期的絮凝效果，我们采用投加助凝剂或增加混凝剂投加量的办法。分析1997年1月、2月及12月份的水质化验资料时，发现混凝剂投加量与前砂滤出水COD值有一定关系。混凝剂投加量低时，出水COD值偏高。基于此现象，我们从1997年12月17日开始，将混凝剂投加量由原来的5mg/l提高到6～7mg/l。通过试验表明，混凝剂的投加量尽管对浊度影响不明显，但对COD确实起到了控制作用，加上对后续工艺参数的调整，在试验期间使最终出水COD值大都控制在2.3mg/l以下。试验期间的数据如表1所示。
表1 1997年12月17～31日净水剂投加量及源水、出水COD值
1997年12月 17日 18日 19日 20日 21日 22日 23日 24日 25日 26日 27日 28日 29日 30日 31日
AL2O3
投加量/mg.L-1 10.74 7.19 7.18 6.57 6.58 7.00 6.62 7.37 6.87 6.10 5.22 5.78 6.63 5.61 6.15
源水
COD/mg.L-1 4.64 4.64 4.56 未测 未测 4.56 4.56 4.56 4.56 4.72 未测 未测 4.72 4.72 4.72
最终出水
COD/mg.L-1 2.48 2.24 2.24 未测 未测 1.60 1.76 1.76 1.68 1.68 未测 未测 1.76 1.76 1.76
2 浮沉池的合理运行
浮沉池是针对东北地区低温低浊地表水水质及水质季节性变化而采用的新工艺。它是根据机械性变化的水质，具有不同的混凝和絮体分离特性，并考虑气浮和斜管（板）沉淀工艺对不同水质处理的适应性，合理组合为一体的新装置。冬季低温低浊，在混合反应阶段的絮体轻，不易沉淀，可采用气浮方式，使絮体上浮，与清水分离。气浮方式也有助与去除水中有机物。夏季高浊度，采用正常斜管沉淀方式。
为充分发挥浮沉池气浮工艺处理低温低浊水的优势，我们主要对浮沉地做了以下调整：
（1）对压力溶气罐及其系统管线进行了彻底清扫，使回流和溶气部分运行畅通；针对刮沫机刮沫速度太快，影响终端出水浊度和COD值问题，合理调整刮沫机刮沫速度，统一排沫时间，调整刮沫周期。经试验，刮沫周期定位每天刮沫一次，并且刮沫采用升水位顺流排沫，即刮沫时先将浮沉池水位升高到溢流堰，以减少顺流刮沫的阻力和排沫时间对浊度和COD值的影响。
（2）调整回流量为0.8m3/h，回流比为9.4％，溶气压力为0.4Mpa。
通过分析运行结果表明，冬季低温低法期，在满足设计处理量前提下，无论是出水浊度还是COD去除率，气浮工艺都优于沉淀工艺。
3 前砂滤的合理运行
前砂滤的出水为饮用水深度处理的源水，其出水量的变动会直接影响深度处理系统臭氧投加量的控制稳定性，进而影响臭氧接触池中的接触反应效果及最终出水COD值。为了尽量减少前砂滤出水量的变化频率，我们对前砂滤的运行操作进行了调整。我们要求严格控制出水阀的开度，并将反洗周期由40h调整到48h。要求在运行期间如发现有个别滤池液位升高到上限水位，应及时进行反洗，并调整好其它滤出水阔的开度，尽可能较少出水水量的变化对深度处理的影响。
4 臭氧处理工艺的调整
臭氧是一种强氧化剂和消毒剂，其作用是使大分子有机物转化为小分子有机物，更有利于活性炭吸附(2)。臭氧厂是饮用水深度处理的心脏，因此，首先要加强臭氧厂的管理和维护，保证设备发挥最佳效率。另外，对臭氧投加量的调整和控制也同样重要。向水中投加臭氧采用的控制方法有三种：第一是水中余臭氧控制法，它的特点是控制运行比较平稳，但对水量波动控制比较严格。第二种控制方法是剂量式控制，它是根据水量的大小确定投加量，它的特点是水量发生变化能马上做出反应，缺点是不能对水中臭氧的溶解情况进行分析、控制。第三种控制方法是校验方式，在主要控制仪表出现问题需要检修时采用这种方法，它能保持检修前的控制状态，直到仪表检修结束，投入正常使用再改回原控制状态。研究表明，臭氧投加量在3.49～8.25mg/l之间变化时，系统的COD去除率无显著变化，如表2所示。因此，在保证处理效果的前提下，臭氧投加量可取较低数值为4～6mg/l。经过一段时间的试验对比，我们最后确定控制水中的余臭氧量为0.4mg/l，剂量方式为每1000t水臭氧投加量为4.5kg时，对冬季低温低浊水的处理效果比较好。
表2 不同臭氧投加量下的处理效果
臭氧/mg.L-1 COD/mg.L-1
COD去除率％
源水 O3出口
3.94 4.32 1.50 65.28
4.80 4.32 3.44 15.69
5.68 4.16 1.76 57.69
8.00 4.44 1.72 61.26
8.25 4.30 1.92 55.35
5 活性炭过滤工艺参数的调整
活性炭过滤在饮用水深度处理中起着非常重要的作用，特别是在降低水的COD方面。为确保出水的COD值合格，对活性炭处理工艺做了如下调整：
（1）炭滤水洗过程的调整
铵原来水洗周期运行，发现水洗后初滤水浊度和COD出现短时间升高，其中浊度达到1NTU以上。为了解决这个问题，对炭滤的水洗周期进行了调整，经多次对比分析，将水洗周期定为120h。滤后出水浊度基本降到0.8NTU以下，达到预期效果。
（2）炭滤风洗过程的调整
在以前的运行过程中发现，因反冲洗空气罐出口气动阀在风反洗时瞬间达到全开，对炭层造成冲击而影响反洗效果。对此，我们提出增加缓开释放器，来控制出口阀开启速度，防止了风对炭层的冲击，另外，我们还对减压阀控制压力进行了调整，根据风反洗强度1.5L/m2.s，对反洗风量进行了调整，控制反洗风量为1300m3/h。
6 后砂滤运行参数的调整
首先调整后砂滤的反洗强度，保持滤料上层的细滤料不被反洗水带走，充分发挥这部分的细滤料的作用。由于经发滤后的水浊度己经很低，如果后砂滤反洗强度控制不好，把细纱料不断冲走，就会造成过滤效果下降，达不到后砂滤应有的作用。其次是调整反洗周期，把反洗周期延长至15天进行一次，这样可以充分密实滤料缝隙，使过滤效果更好。
7 结论
1998年1至2月份低温低浊期，炼油厂饮用水装置运行数据如表3所示。由表3可见，通过对以上六个水处理工艺参数的调整和运行条件的优化，在冬季低温低浊期，完全能够使装置最终出水COD值降低到2.5mg/l以下，在夏季（7、8、9月份），可保证COD值在1.6mg/l以下，确保了炼油厂饮用水的COD指标达到东欧组织国家标准。
表3 1998年1、2、7、8、9月份出水COD值
1998年1月 1日 2日 3日 4日 5日 6日 7日 8日 9日 10日 11日 12日 13日 14日 15日 16日
COD值/mg.L-1 未测 未测 未测 1.92 1.84 1.68 1.60 1.76 2.16 未测 未测 2.16 2.24 2.24 2.40 2.16