英國(guó)安格蘭的經(jīng)驗(yàn)之路：GAC-臭氧水處理工藝
簡(jiǎn)介：英國(guó)安格蘭自來(lái)水公司負(fù)責(zé)英國(guó)安格蘭地區(qū)的供水工作，該地區(qū)的源水幾乎是一半地下水，一半地表水?？傇此康?0%為水庫(kù)水。10%來(lái)自河水。50年代起，地面水的處理就采用傳統(tǒng)的工藝即：先預(yù)加氯、加鐵鹽混凝劑，進(jìn)入澄清池，在此處水中有機(jī)物及其它顆粒被絮體層截留，起初濾作用，然后水流入快砂濾池，停留時(shí)間約7.5分鐘經(jīng)過(guò)砂濾降低了水的濁度并去除了更小的顆粒，最后清水在進(jìn)入配水管網(wǎng)前加氯或氯胺消毒。
然后，這種傳統(tǒng)的處理工藝經(jīng)過(guò)若干年后，便明顯地曝露出了一些缺點(diǎn)，產(chǎn)生各種各樣的水質(zhì)問(wèn)題。
臭味控制
安格蘭地區(qū)地勢(shì)低且農(nóng)田集中，日照時(shí)間較英國(guó)其它地區(qū)長(zhǎng)，故地表水極易形成富營(yíng)養(yǎng)化促使藻類(lèi)生長(zhǎng)，出現(xiàn)藻華。用戶不時(shí)反映飲用水中的嗅味問(wèn)題。尤其是戰(zhàn)后，農(nóng)業(yè)使用的化肥猛增，更加劇不水源水質(zhì)的惡化。
為了解決富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的嗅味問(wèn)題，在82年代中期，安格蘭水司把重力濾池的濾料改換成了顆?；钚蕴?。的優(yōu)點(diǎn)是除了具有砂濾料的機(jī)械篩濾作用外，還具有吸附有機(jī)化合物的化學(xué)作用，從而有效地減少了水中嗅味。
農(nóng)藥和三鹵甲烷問(wèn)題
由于英國(guó)1980年引用了歐共體（EU）的水質(zhì)指令，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定飲用水中，單種農(nóng)藥濃度不超過(guò)0.1ug/L,各種農(nóng)藥的總濃度的最大限量為0.5ug/L。由于安格蘭地區(qū)農(nóng)田密集，農(nóng)藥對(duì)地表水污染嚴(yán)重，尤其是河水水源，單種農(nóng)藥的含量高達(dá)2 ug/L，水庫(kù)水也能達(dá)0.8 ug/L.一般農(nóng)藥總含量均大大超過(guò)EU0.5 ug/L的限定標(biāo)準(zhǔn)。
至于三鹵甲烷或稱為T(mén)HMs，例如氯仿，EU（歐洲）規(guī)定平均指數(shù)為200 ug/L，但安格蘭現(xiàn)已提高到100 ug/L而在某些水源中有時(shí)在100 ug/L以上。而令人頭痛的是在水處理的預(yù)加氯階段恰好又促進(jìn)了THMs的形成。
重新設(shè)計(jì)處理工藝：
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，安格蘭水司決定重新徹底設(shè)計(jì)其水處理工藝。新工藝始于預(yù)臭氧取代了預(yù)氯工藝，從而減少了的含量。在這一階段的處理中有助于絮體的形成和某此農(nóng)藥的去除。在藻華期，往預(yù)臭氧處理后的水中，間斷性地投加硫酸以便調(diào)節(jié)值，同時(shí)用硫酸亞鐵作為混凝劑。在后續(xù)處理階段即，沉淀或浮選去除絮體，進(jìn)行澄清處理。
ASG（煤、砂、石）濾池
水從澄清池出來(lái)，經(jīng)過(guò)三層濾料過(guò)濾，頂層濾料為無(wú)煙煤，中層為石英砂底層是石榴石，這就是所謂的ASG濾池。這種三層濾料的優(yōu)點(diǎn)是各自的密度不一樣。煤濾料的粒經(jīng)最大、石英砂居中、石頭最小，這樣大顆粒雜質(zhì)截留在頂層，而較細(xì)的顆粒雜質(zhì)被截留在底部。形成理想的濾池布置。濾池也可有效地去除水中浮游生物，而浮游生物又是非病原菌的食物源。
ASG濾池的反沖洗
ASG濾池反沖洗的特殊難點(diǎn)是，為了高效發(fā)揮濾池功效，一方面要定時(shí)徹底清洗，另一方面還要考慮到池內(nèi)三種濾料的混合情況。在這方面，安格蘭水司做了大量的研究工作，在保持濾料分層狀況良好的同時(shí)，找出了高效反沖洗的最佳條件，其中涉及到進(jìn)行各種試驗(yàn)，例如，反沖噴水的配水強(qiáng)度、流量及加氣沖洗的應(yīng)用等。這些問(wèn)題解決后，反沖系統(tǒng)不但有效地清洗了濾料而且保證了三層濾料適當(dāng)?shù)穆湓诟髯缘臑V層面上，從而充分發(fā)揮濾池功效。
后臭氧處理
ASG濾池出水流入后臭氧處理單元地行處理。臭氧的分子結(jié)構(gòu)含三個(gè)氧原子。故此，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能降解復(fù)雜的有機(jī)分子，包括農(nóng)藥。安格蘭臭氧處理工藝分兩級(jí)。一級(jí)處理時(shí)，臭氧不僅和農(nóng)藥肥應(yīng)，還和水中全部有機(jī)物相互作用。由于大量的有機(jī)物被澄清池和ASG濾池所去除，所以當(dāng)水流入二級(jí)臭氧處理時(shí)，只剩下小部分有機(jī)物再與臭氧反應(yīng)而大部分臭氧則集中與農(nóng)藥反應(yīng)。把臭氧處理分兩級(jí)進(jìn)行費(fèi)用也經(jīng)濟(jì)。
一般在后臭氧處理時(shí)，加入過(guò)氧化物，其與臭氧反應(yīng)生成羥基，它可有效地降解三氧雜苯類(lèi)的降草劑。此種除草劑過(guò)去常用于非農(nóng)業(yè)用藥劑，如鐵路沿線的除草劑等。但由于1993年英國(guó)禁止非農(nóng)業(yè)使用此藥，故這類(lèi)污染減少了，所以安格蘭水司雖然有條件投加過(guò)氧化氫，但目前沒(méi)有使用此種氧化劑。
臭氧處理模型
在臭氧處理方面，安格蘭水司為臭氧接觸池研究出一種獨(dú)特的三維、電腦操作的液動(dòng)態(tài)模型。用它可以了解溴酸鹽的生成和臭氧處理效果兩個(gè)有關(guān)的難題。溴酸鹽是溴化物經(jīng)氧化作用而形成的。一般是在接近處理結(jié)束時(shí)水中大部分有機(jī)物已被耗掉，這時(shí)臭氧便開(kāi)始與各種形式的溴化物反應(yīng)而形成溴酸鹽。WHO（世界衛(wèi)生組織）已提出要更加嚴(yán)格溴酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)，歐洲(EU)目前也考慮到了這方面的問(wèn)題。但不管怎樣，臭氧處理的效果越好，生成的溴酸鹽就越少。安格蘭水司的的模型能優(yōu)化臭氧處理工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)每個(gè)接觸池的臭氧劑量以及影響水流通過(guò)接觸池的有關(guān)物理設(shè)計(jì)等方面的環(huán)節(jié)如，臭氧噴氣咀的高度、隔板的選位和尺寸等，榀查出一些重要因素并給予調(diào)節(jié)，這樣就避免了諸如臭氧氣流的短流現(xiàn)象的接觸池機(jī)能故障，確保臭氧有充分的時(shí)間與有機(jī)生接觸，提高處理效果。
生物GAC濾池處理
水經(jīng)后臭氧處理后流入GAC（顆?；钚蕴浚V池處理GAC有個(gè)特性就是細(xì)菌作用．在GAC上游的處理工序中，水中有機(jī)物，包括農(nóng)藥，被分解后，便形成某些其它物質(zhì)．而這些物質(zhì)則是細(xì)菌的食物源．這些物質(zhì)必須從處理水中去除，否則它們?cè)谂渌苤芯蜁?huì)滋生細(xì)菌。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可在GAC濾池中使炭粒保持存活非致病菌，當(dāng)降解的有機(jī)物經(jīng)過(guò)濾池時(shí)，利用這些非病原菌消耗掉那些能滋生細(xì)菌的物質(zhì)，處理水在GAC濾池中停留15~30分鐘，最后清水用氯或氯胺進(jìn)行消毒。
GAC服務(wù)
安格蘭水司的專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究、實(shí)踐、對(duì)該公司水處理工藝積累了豐富的管理和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。尤其在濾池管理方面能提供咨詢服務(wù)。根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬的濾池工況和對(duì)炭料柱的快速測(cè)試的各種情況，優(yōu)化出炭再生的最大間隔，這樣可以大幅度節(jié)約處理費(fèi)用。
濾池的運(yùn)行人員可以把實(shí)際的原水水樣，或者是他們的分析結(jié)果，輸入安格蘭公司的計(jì)算機(jī)模型，然后就可以向他們推薦最合適的炭料。串聯(lián)還是并聯(lián)等均可評(píng)價(jià)。安格蘭水司不僅提供咨詢，還可以到現(xiàn)場(chǎng)提供濾池的運(yùn)行管理服務(wù)，包括炭的再生。用安格蘭的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)結(jié)合計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)，可滿足現(xiàn)有設(shè)施和新建水廠的設(shè)計(jì)需要。
安格蘭水司的GAC——臭氧技術(shù)在世界各地得到了應(yīng)用。大部分用戶是由于他們的原水受到了藻類(lèi)污染，色度高，尤其是腐殖質(zhì)和農(nóng)藥濃度高的地區(qū)，安格蘭水司在解決自已上述的一些水質(zhì)問(wèn)題的同時(shí)，作為一個(gè)提供水處理技術(shù)的服務(wù)單位，不僅能使用戶滿意，而且還得到了英國(guó)政府及歐共體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
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