生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法与流程

文档序号:14393782阅读:212来源:国知局

本发明涉及一种水处理试验方法,具体涉及一种生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法,属于饮用水深度处理技术与科学研究领域。



背景技术:

为应对日益严峻的水源污染,提高供水水质质量,保障城镇饮用水安全,以活性炭为核心的饮用水深度处理技术得到广泛的推广。其中,以生物增强活性炭(bio-enhancedactivatedcarbon-beac)技术为核心的饮用水深度处理工艺,有机结合了活性炭的高效吸附作用与优势功能菌的稳定高效的生物降解作用。吸附作用与生物降解作用的有机结合不仅可以实现对微污染水源水中复杂天然及持久性污染物有效去除,同时可促进活性炭表面吸附点位的生物再生,有效延长活性炭的更换周期,降低制水成本。

经过近20多年的深入研究与推广应用,生物增强活性炭深度处理工艺日趋成熟,逐渐成为一种成熟、稳定和高效能的深度处理工艺。工程应用及大量基础性研究证实,活性炭吸附与优势功能菌生物降解协同作用是beac工艺去除水中溶解性污染物的主导机理。吸附与生物降解的协同效能的发挥是促进活性炭表面吸附点位原位再生的关键,对beac工艺效能及活性炭寿命有着极其重要的影响。因此,通过对于吸附与生物降解协同效能的研究,提出有效的调控方法,对有效提高工艺效能、降低运行成本、保障饮用水安全具有重要的推动意义和应用价值。

但目前,beac吸附与生物降解作用的相互影响机理,以及两者之间的协同关系尚不清晰,尚未形成科学合理的研究方法,特别是原位同步量化方法。因此,生物降解与吸附协同效能的原位同步量化方法是一项亟待阐明的关键科学问题。科学合理的解决上述科学问题,将对保障我国饮用水供水安全具有重要的科学、应用价值与推动意义。此外,应用于研究生物活性炭工艺中吸附与生物降解协同效能的整体性研究方法及试验装置仍尚属空白。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决生物增强活性炭工艺中吸附与生物降解协同效能难以进行原位同步量化的问题,进而提供一种生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法。

本发明生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法按下列步骤实现:

一、将复合功能菌液和培养基添加至桶型发酵罐中,设定发酵温度并开启温度实时测量控制装置,然后通过微孔曝气器向桶型发酵罐中进行曝气发酵,达到预定发酵时间后,发酵完成的复合功能菌液通过发酵菌液输送管输送至菌液复配及循环负载水箱中,菌液复配及循环负载水箱中的复合功能菌液经菌液循环泵加压经菌液循环管输送至u型桥连生物增强活性炭水处理装置的压力前置柱中,开启第一桥连管上的电磁阀,复合功能菌液依次通过压力前置柱中的活性炭床、第一桥连管和压力后置柱中的活性炭床,然后从位于压力后置柱顶部的出水口通过回流管回流至菌液复配及循环负载水箱内,完成复合功能菌液的循环负载;

其中所述的u型桥连生物增强活性炭水处理装置是由压力前置柱和压力后置柱通过底部的第一桥连管相连通,第一桥连管上设置有电磁阀,在压力前置柱和压力后置柱中分别设置有活性炭床,u型桥连生物增强活性炭水处理装置的压力前置柱和压力后置柱的底部分别设置有第一反冲洗管和第二反冲洗管;

二、开启紫外灭菌原水调节水箱中的紫外灭菌组件,原水经原水吸水泵加压后通过原水吸水管流入紫外灭菌原水调节水箱中,灭菌处理后的原水通过原水输送管线输送至桶型水质调节装置,开启桶型水质调节装置中的紫外灯模件,桶型水质调节装置中的预处理原水经过中间输配管线和活性炭水处理装置进水管呈下降流通过u型桥连生物增强活性炭水处理装置的压力前置柱中活性炭床,经过第一桥连管后呈上升流通过压力后置柱中的活性炭床,处理后通过压力后置柱顶部的出水口经一号清水输送管线输送至清水箱中;

同时,桶型水质调节装置中的预处理原水经过中间输配管线呈下降流进入u型桥连活性炭吸附水处理装置中吸附前置柱的吸附活性炭床,经第二桥连管呈上升流通过吸附后置柱的吸附活性炭床,吸附处理后的水通过吸附后置柱顶部的出水口经清水输送管线输送至清水箱中;

其中所述的u型桥连活性炭吸附水处理装置是由吸附前置柱和吸附后置柱通过底部的第二桥连管相连通,第二桥连管上设置有电磁阀,在吸附前置柱和吸附后置柱中分别设置有吸附活性炭床,u型桥连活性炭吸附水处理装置的吸附前置柱和吸附后置柱的底部分别设置有第三反冲洗管和第四反冲洗管;

三、分别对u型桥连生物增强活性炭水处理装置和u型桥连活性炭吸附水处理装置的进出水水质指标进行检测,u型桥连活性炭吸附水处理装置的进出水中有机物含量的累积去除量量化为吸附作用所贡献的有机物累积吸附量qad,u型桥连生物增强活性炭水处理装置进出水中有机物含量的累积去除量qcom减去u型桥连活性炭吸附水处理装置所贡献的有机物累积吸附量qad,剩余的有机物累积去除量即为u型桥连生物增强活性炭水处理装置中功能菌生物降解作用所贡献的有机物累积生物降解量qbio;

当u型桥连生物增强活性炭水处理装置和u型桥连活性炭吸附水处理装置的水头损失及水质达到反冲洗周期时,清水箱中的反冲洗水经过紫外灯模件照射与来自clo2发生器制备的clo2联合消毒灭菌后,清水箱中的反冲洗水通过反冲洗吸水管经反冲洗水泵加压后,通过第一反冲洗管和第二反冲洗管分别流入u型桥连生物增强活性炭水处理装置的压力前置柱和压力后置柱,关闭第一桥连管上的电磁阀,对压力前置柱和压力后置柱内的活性炭床进行反冲洗,冲洗水通过压力前置柱和压力后置柱顶部的出水口排出;

清水箱中的反冲洗水通过第三反冲洗管和第四反冲洗管分别流入u型桥连活性炭吸附水处理装置的吸附前置柱和吸附后置柱,关闭第二桥连管上的电磁阀,对吸附前置柱和吸附后置柱内的吸附活性炭床进行冲洗,冲洗水通过吸附前置柱和吸附后置柱顶部的出水口排出,完成桥连生物增强活性炭水处理装置和u型桥连活性炭吸附水处理装置的反冲洗。

本发明在每一个反冲洗周期结束后,以溶解性有机物(doc)、总有机碳(toc)或高锰酸盐指数(codmn)为基础指标,通过以下计算方式实现u型桥连生物增强活性炭水处理装置中生物降解与吸附作用对有机污染物去除能力的量化评价过程。量化过程中,u型桥连活性炭吸附水处理装置的进出水中有机物含量(doc、toc或codmn)的累积去除量可量化为吸附作用所贡献的有机物累积吸附量,u型桥连生物增强活性炭水处理装置进出水中有机物含量(doc、toc或codmn)的累积去除量减去u型桥连活性炭吸附水处理装置所贡献的有机物累积吸附量,剩余的有机物累积去除量即为u型桥连生物增强活性炭水处理装置中功能菌生物降解作用所贡献的有机物累积生物降解量。

本发明生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法具有以下有益效果:

1、本发明首次提出一种生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法,可以明确对生物增强活性炭工艺体系内功能菌生物降解作用所贡献的有机物累积生物降解量;

2、本发明提出的一种生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法,还可以指导净水厂选用经济高效的活性炭载体,构建高效稳定的生物增强活性炭工艺体系;

3、本发明提出的水处理试验方法能够实现对多样化运行模式下的生物增强活性炭工艺体系内生物降解与活性炭吸附协同效能的原位同步量化评价;

4、本发明提供一种新型的u型桥连生物增强活性炭深度处理装置的同时,还为饮用水深度处理相关机理及工艺效能强化等领域的基础及工程应用研究提供了有效的试验方法。

附图说明

图1为具体实施方式一中的生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一:本实施方式生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法按下列步骤实施:

一、将复合功能菌液和培养基添加至桶型发酵罐a-1中,设定发酵温度并开启温度实时测量控制装置,然后通过微孔曝气器a-1-1向桶型发酵罐a-1中进行曝气发酵,达到预定发酵时间后,发酵完成的复合功能菌液通过发酵菌液输送管输送至菌液复配及循环负载水箱a-2中,菌液复配及循环负载水箱a-2中的复合功能菌液经菌液循环泵a-2-2加压经菌液循环管a-2-1输送至u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1中,开启第一桥连管d-3上的电磁阀,复合功能菌液依次通过压力前置柱d-1中的活性炭床d-4、第一桥连管d-3和压力后置柱d-2中的活性炭床d-4,然后从位于压力后置柱d-2顶部的出水口通过回流管6回流至菌液复配及循环负载水箱a-2内,完成复合功能菌液的循环负载;

其中所述的u型桥连生物增强活性炭水处理装置d是由压力前置柱d-1和压力后置柱d-2通过底部的第一桥连管d-3相连通,第一桥连管d-3上设置有电磁阀,在压力前置柱d-1和压力后置柱d-2中分别设置有活性炭床d-4,u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1和压力后置柱d-2的底部分别设置有第一反冲洗管7和第二反冲洗管8;

二、开启紫外灭菌原水调节水箱b-2中的紫外灭菌组件b-2-1,原水经原水吸水泵b-1加压后通过原水吸水管b-3流入紫外灭菌原水调节水箱b-2中,灭菌处理后的原水通过原水输送管线1输送至桶型水质调节装置c-1,开启桶型水质调节装置c-1中的紫外灯模件c-1-2,桶型水质调节装置c-1中的预处理原水经过中间输配管线4和活性炭水处理装置进水管5呈下降流通过u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1中活性炭床d-4,经过第一桥连管d-3后呈上升流通过压力后置柱d-2中的活性炭床d-4,处理后通过压力后置柱d-2顶部的出水口经一号清水输送管线14输送至清水箱f-1中;

同时,桶型水质调节装置c-1中的预处理原水经过中间输配管线4呈下降流进入u型桥连活性炭吸附水处理装置e中吸附前置柱e-1的吸附活性炭床e-4,经第二桥连管e-3呈上升流通过吸附后置柱e-2的吸附活性炭床e-4,吸附处理后的水通过吸附后置柱e-2顶部的出水口经清水输送管线15输送至清水箱f-1中;

其中所述的u型桥连活性炭吸附水处理装置e是由吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2通过底部的第二桥连管e-3相连通,第二桥连管e-3上设置有电磁阀,在吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2中分别设置有吸附活性炭床e-4,u型桥连活性炭吸附水处理装置e的吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2的底部分别设置有第三反冲洗管9和第四反冲洗管10;

三、分别对u型桥连生物增强活性炭水处理装置d和u型桥连活性炭吸附水处理装置e的进出水水质指标进行检测,u型桥连活性炭吸附水处理装置e的进出水中有机物含量的累积去除量量化为吸附作用所贡献的有机物累积吸附量qad,u型桥连生物增强活性炭水处理装置d进出水中有机物含量的累积去除量qcom减去u型桥连活性炭吸附水处理装置e所贡献的有机物累积吸附量qad,剩余的有机物累积去除量即为u型桥连生物增强活性炭水处理装置d中功能菌生物降解作用所贡献的有机物累积生物降解量qbio;

当u型桥连生物增强活性炭水处理装置d和u型桥连活性炭吸附水处理装置e的水头损失及水质达到反冲洗周期时,清水箱f-1中的反冲洗水经过紫外灯模件f-1-1照射与来自clo2发生器g-2制备的clo2联合消毒灭菌后,清水箱f-1中的反冲洗水通过反冲洗吸水管2经反冲洗水泵f-2加压后,通过第一反冲洗管7和第二反冲洗管8分别流入u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1和压力后置柱d-2,关闭第一桥连管d-3上的电磁阀,对压力前置柱d-1和压力后置柱d-2内的活性炭床d-4进行反冲洗,冲洗水通过压力前置柱d-1和压力后置柱d-2顶部的出水口排出;

清水箱f-1中的反冲洗水通过第三反冲洗管9和第四反冲洗管10分别流入u型桥连活性炭吸附水处理装置e的吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2,关闭第二桥连管e-3上的电磁阀,对吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2内的吸附活性炭床e-4进行冲洗,冲洗水通过吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2顶部的出水口排出,完成桥连生物增强活性炭水处理装置d和u型桥连活性炭吸附水处理装置e的反冲洗。

本实施方式生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验装置包括功能菌发酵及循环负载装置a、原水输送及无菌化装置b、前置预处理装置c、u型桥连生物增强活性炭水处理装置d、u型桥连活性炭吸附水处理装置e、反冲洗装置f和影响因素研究附属装置g;

其中所述的功能菌发酵及循环负载装置a中包括桶型发酵罐a-1、菌液复配及循环负载水箱a-2和曝气泵a-3,在桶型发酵罐a-1的罐底设置有微孔曝气器a-1-1,桶型发酵罐a-1通过发酵菌液输送管与菌液复配及循环负载水箱a-2相连通,在发酵菌液输送管中设置有发酵菌液输送泵a-1-2,位于菌液复配及循环负载水箱a-2底部的出液口与菌液循环管a-2-1相连,在菌液循环管a-2-1中设置有菌液循环泵a-2-2,曝气泵a-3通过曝气管与微孔曝气器a-1-1相连接;

所述的原水输送及无菌化装置b包括原水吸水泵b-1和紫外灭菌原水调节水箱b-2,原水吸水管b-3与紫外灭菌原水调节水箱b-2的进水口相连通,在原水吸水管b-3中设置有原水吸水泵b-1,在紫外灭菌原水调节水箱b-2中的轴向设置有多个紫外灭菌组件b-2-1,原水输送管线1的一端与紫外灭菌原水调节水箱b-2的出水口相连,在原水输送管线1中设置有原水加压泵b-5;

所述的前置预处理装置c包括桶型水质调节装置c-1和中间提升泵c-2,原水输送管线1的另一端与桶型水质调节装置c-1的进水口相连,在桶型水质调节装置c-1的底部设置有臭氧扩散器c-1-1,臭氧扩散器c-1-1与臭氧输送管线3的一端相连,在桶型水质调节装置c-1中沿轴向设置有多个紫外灯模件c-1-2,中间输配管线4的一端与桶型水质调节装置c-1的底部出水口相连通,在中间输配管线4中设置有中间提升泵c-2;

所述的u型桥连生物增强活性炭水处理装置d是由压力前置柱d-1和压力后置柱d-2通过底部的第一桥连管d-3相连通,第一桥连管d-3上设置有电磁阀,在压力前置柱d-1和压力后置柱d-2中分别设置有活性炭床d-4,菌液循环管a-2-1的另一端与压力前置柱d-1的进水口相连,活性炭水处理装置进水管5的一端与菌液循环管a-2-1相连通,活性炭水处理装置进水管5的另一端与中间输配管线4相连通,位于压力后置柱d-2顶部的出水口通过回流管6与菌液复配及循环负载水箱a-2的回流口相连,压力后置柱d-2的顶部出水口与一号清水输送管线14的一端相连接;

所述的u型桥连活性炭吸附水处理装置e是由吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2通过底部的第二桥连管e-3相连通,第二桥连管e-3上设置有电磁阀,在吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2中分别设置有吸附活性炭床e-4,中间输配管线4的另一端与吸附前置柱e-1顶部的进水口相连通;吸附后置柱e-2顶部出水口与二号清水输送管线15的一端相连接;

所述的反冲洗装置f包括清水箱f-1和反冲洗水泵f-2,在清水箱f-1中沿轴向设置有多个紫外灯组件f-1-1,一号清水输送管线14的另一端与清水箱f-1左侧上部的进水口相连接,二号清水输送管线15的另一端与清水箱f-1右侧上部的进水口相连接,反冲洗吸水管2的一端与清水箱f-1的底部相连通,在u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1和压力后置柱d-2的底部分别设置有第一反冲洗管7和第二反冲洗管8,在u型桥连活性炭吸附水处理装置e的吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2的底部分别设置有第三反冲洗管9和第四反冲洗管10,第一反冲洗管7和第二反冲洗管8相并联并与反冲洗吸水管2相连通,第三反冲洗管9和第四反冲洗管10相并联并与反冲洗吸水管2相连通,在反冲洗吸水管2中设置有反冲洗水泵f-2;

所述的影响因素研究附属装置g包括臭氧发生装置g-1、clo2发生器g-2和水质调节装置g-3,清水箱f-1通过三号进液管13和一号进液管11与clo2发生器g-2相连接,臭氧输送管线3的另一端与臭氧发生装置g-1相连,clo2发生器g-2的出口与一号进液管11的一端相连,一号进液管11的另一端与桶型水质调节装置c-1的进液口相连通,水质调节装置g-3通过二号进液管12与位于桶型水质调节装置c-1底部的进液口相连。

本实施方式所述的生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验装置的结构示意图如图1所示,在菌液复配及循环负载水箱a-2中设置有液位联动液位计a-4,菌液循环泵a-2-2的启停由液位联动液位计a-4联动控制。在紫外灭菌原水调节水箱b-2中设置有液位联动液位计,该液位联动液位计与原水吸水泵b-1和原水加压泵b-5联动控制。在清水箱f-1中设置有液位计f-3,液位计f-3与反冲洗水泵f-2联动控制。

本实施方式紫外灭菌组件的结构是在石英套管中加装紫外灯管,根据需要以多支灯管为一组的形式做成紫外模块。

本实施方式的原水输送及无菌化装置可通过原水输送管线直接连接至u型桥连生物增强活性炭压力前置柱的顶部进水管,实现对前置预处理装置的超越。

本实施方式桶型发酵罐、菌液复配及循环负载水箱、紫外灭菌原水调节装置、桶型水质调节装置、u型桥连生物增强活性炭压力前置柱、u型桥连生物增强活性炭压力后置柱、u型桥连活性炭吸附前置柱和u型桥连活性炭吸附后置柱的材质均为有机玻璃或不锈钢。

具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是在桶型水质调节装置c-1中设置有臭氧扩散器c-1-1,臭氧扩散器c-1-1通过臭氧输送管线3与臭氧发生装置g-1相连。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是水质调节装置g-3通过二号进液管12与桶型水质调节装置c-1相连通。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式三不同的是水质调节装置g-3中装有次氯酸钠溶液或双氧水溶液。其它步骤及参数与具体实施方式三相同。

具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是在桶型水质调节装置c-1中设置有石英砂滤料。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

本实施方式通过在桶型水质调节装置中填装石英砂滤料,能实现同步考察砂滤对后续生物增强活性炭工艺和活性炭吸附工艺净水效能的影响。

具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是压力前置柱d-1和压力后置柱d-2中的活性炭床d-4填装破碎炭、压块炭、柱状炭或球型炭,吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2中的吸附活性炭床e-4填装破碎炭、压块炭、柱状炭或球型炭。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

本实施方式活性炭床与吸附活性炭床中填装的活性炭相同。

本实施方式通过在压力前置柱d-1和压力后置柱d-2、吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2中填装破碎炭、压块炭、柱状炭或球型炭,能够实现对不同类型活性炭结构特征对净水效能的影响机制研究,遴选更加适宜水源水质特性的活性炭。

具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是在u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的侧壁上开有水样采集管,在u型桥连活性炭吸附水处理装置e的侧壁上也开有水样采集管。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是在桶型发酵罐a-1、菌液复配及循环负载水箱a-2、紫外灭菌原水调节水箱b-2、桶型水质调节装置c-1、u型桥连生物增强活性炭水处理装置d、u型桥连活性炭吸附水处理装置e中均设置有无线传输水质探头。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

本实施方式将无线传输水质探头与监控及云数据共享装置进行信号传输,以对水质指标实时监测。

具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤一中循环负载过程采用循环4h,间歇2h的方式为一个周期。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤三中的反冲洗周期为8~12天。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。

实施例:本实施例生物降解与吸附协同效能的原位同步量化试验方法按下列步骤实现:

一、将1l取自城镇供水厂稳定运行的臭氧-生物活性炭滤池中生物炭上的复合功能菌液添加至桶型发酵罐a-1中,加入20~30l培养液,设定发酵温度为15℃~20℃范围内并开启温度实时测量控制装置,然后通过微孔曝气器a-1-1向桶型发酵罐a-1中进行曝气发酵24h,达到预定发酵时间后,发酵完成的复合功能菌液通过发酵菌液输送管输送至菌液复配及循环负载水箱a-2中,菌液复配及循环负载水箱a-2中的复合功能菌液经菌液循环泵a-2-2加压经菌液循环管a-2-1输送至u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1中,开启第一桥连管d-3上的电磁阀,复合功能菌液依次通过压力前置柱d-1中的活性炭床d-4、第一桥连管d-3和压力后置柱d-2中的活性炭床d-4,然后通过回流管6回流至菌液复配及循环负载水箱a-2内,完成复合功能菌液的循环负载,循环负载完成后,关闭桶型发酵罐a-1、曝气泵a-3和发酵菌液输送泵a-1-2及管道上的电磁阀,循环负载过程采用循环4h,间歇2h为一个周期,共进行4个周期;

其中所述的u型桥连生物增强活性炭水处理装置d是由压力前置柱d-1和压力后置柱d-2通过底部的第一桥连管d-3相连通,第一桥连管d-3上设置有电磁阀,在压力前置柱d-1和压力后置柱d-2中分别设置有活性炭床d-4;

二、开启紫外灭菌原水调节水箱b-2中的紫外灭菌组件b-2-1,每个紫外灯管的功率设定为40w,经混凝-沉淀工艺处理后的松花江水源水(水质指标见附表1)经原水吸水泵b-1加压后通过原水吸水管b-3以0.2m3/h的流速流入紫外灭菌原水调节水箱b-2中,水力停留时间为20min,灭菌处理后的原水通过原水输送管线1以0.2m3/h的流速输送至桶型水质调节装置c-1,开启桶型水质调节装置c-1中的紫外灯模件c-1-2进行再次灭菌,经过20min的预处理后,预处理原水经过中间输配管线4和活性炭水处理装置进水管5以0.1m3/h的流速呈下降流通过u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1中活性炭床d-4,经过第一桥连管d-3后呈上升流通过压力后置柱d-2中的活性炭床d-4,u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的总体空床接触时间为25min,u型桥连生物增强活性炭水处理装置d中的活性炭床d-4采用煤质压块破碎活性炭,其主要指标为:比表面积sbet=1214m2/g,总孔容积v=1.013cm3/g,机械强度>90%,粒度级配为8×30目,处理后通过压力后置柱d-2顶部的出水口经一号清水输送管线14输送至清水箱f-1中;

同时,桶型水质调节装置c-1中的预处理原水经过中间输配管线4以0.1m3/h的流速呈下降流进入u型桥连活性炭吸附水处理装置e中吸附前置柱e-1的吸附活性炭床e-4,经第二桥连管e-3呈上升流通过吸附后置柱e-2的吸附活性炭床e-4,u型桥连活性炭吸附水处理装置e的总体空床接触时间为25min,u型桥连活性炭吸附水处理装置e中的活性炭床e-4采用煤质压块破碎活性炭,其主要指标为:比表面积sbet=1214m2/g,总孔容积v=1.013cm3/g,机械强度>90%,粒度级配为8×30目,吸附处理后的水通过吸附后置柱e-2顶部的出水口经二号清水输送管线15输送至清水箱f-1中;

其中所述的u型桥连活性炭吸附水处理装置e是由吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2通过底部的第二桥连管e-3相连通,第二桥连管e-3上设置有电磁阀,在吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2中分别设置有吸附活性炭床e-4;

三、u型桥连生物增强活性炭水处理装置d和u型桥连活性炭吸附水处理装置e的水头损失及水质达到反冲洗周期时,本实施例中反冲洗周期为10d,清水箱f-1中的反冲洗水经过紫外灯模件f-1-1(每个紫外灯管的功率为30w)照射与来自clo2发生器g-2制备的clo2(折合有效氯1.0mg/l)联合消毒灭菌后,清水箱f-1中的反冲洗水通过反冲洗吸水管2经反冲洗水泵f-2加压后,通过第一反冲洗管7和第二反冲洗管8分别流入u型桥连生物增强活性炭水处理装置d的压力前置柱d-1和压力后置柱d-2,关闭第一桥连管d-3上的电磁阀,对压力前置柱d-1和压力后置柱d-2内的活性炭床d-4进行反冲洗,冲洗水通过压力前置柱d-1和压力后置柱d-2顶部的出水口排出,压力前置柱d-1和压力后置柱d-2的反冲洗时间均为10min,保持炭床d-4的膨胀率控制在50%左右;

同时,清水箱f-1中的反冲洗水经过紫外灯组件f-1-1(每个紫外灯管的功率为30w)照射与来自clo2发生器g-2制备的clo2(折合有效氯1.0mg/l)联合消毒灭菌后,清水箱f-1中的反冲洗水通过反冲洗吸水管2经反冲洗水泵加压后,通过第三反冲洗管9和第四反冲洗管10分别流入u型桥连活性炭吸附水处理装置e的吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2,关闭第二桥连管e-3上的电磁阀,对吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2内的吸附活性炭床e-4进行冲洗,冲洗水通过吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2顶部的出水口排出,吸附前置柱e-1和吸附后置柱e-2的反冲洗时间均为10min,保持炭床e-4的膨胀率控制在50%左右,完成桥连生物增强活性炭水处理装置d和u型桥连活性炭吸附水处理装置e的反冲洗;

在每一个反冲洗周期结束后,关闭反冲洗水泵f-2及反冲洗吸水管2、第一反冲洗管7和第二反冲洗管8、第三反冲洗管9和第四反冲洗管10上的电磁阀,并再次从步骤二开始操作。

定期对u型桥连生物增强活性炭水处理装置d和u型桥连活性炭吸附水处理装置e的进出水水质指标进行检测,选取高锰酸盐指数(codmn)为基础指标,通过以下计算方式实现u型桥连生物增强活性炭水处理装置d中生物降解与吸附作用对有机污染物去除能力的量化评价过程;量化过程中,u型桥连活性炭吸附水处理装置e的进出水中有机物含量(codmn)的累积去除量可量化为吸附作用所贡献的有机物累积吸附量qad(mg/kg),u型桥连生物增强活性炭水处理装置d进出水中有机物含量(codmn)的累积去除量qcom(mg/kg)减去u型桥连活性炭吸附水处理装置e所贡献的有机物累积吸附量qad(mg/kg),剩余的有机物累积去除量即为u型桥连生物增强活性炭水处理装置d中功能菌生物降解作用所贡献的有机物累积生物降解量qbio(mg/kg);本实施例中计算了连续运行200天过程中u型桥连生物增强活性炭水处理装置d内生物降解和吸附所贡献的有机物累计去除量的变化趋势,具体数据详见附表2所示;通过表2可以看出,基于本发明的实施例能够体现出不同运行阶段中生物增强活性炭工艺中吸附与生物降解的量化关系,解决了生物过程难以同步量化的难题。

附表1:实施例中水处理装置d和水处理装置e的进水主要水质指标

附表2:水处理装置e中累积吸附量与累积生物降解量的量化关系

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