给水厂典型工艺碳排放特征与影响因素

基于实际运行工况和数据监测基础,对天津市给水厂典型工艺的碳排放特征进行研究.给水厂总碳排放强度(以CO₂-eq计)为0.254 kg·m^-3,其中电耗和药耗碳排放占比分别为81.76%和9.15%.给水厂的关键电耗碳排放环节为送水泵房、超滤膜工艺和进水泵房,分别占总电耗碳排放的50.99%～73.51%、 17.64%～20.70%和17.97%～22.40%.次氯酸钠对药耗碳排放的贡献率为89.12%～90.30%,其余依次为三氯化铁、聚合氯化铝和硫酸铵.传统净水工艺单元的电耗碳排放强度依次为：进水泵房>快滤池>沉淀池,在深度处理工艺线中依次为：进水泵房>超滤膜>机械混凝>澄清池.快滤池工艺线和超滤膜工艺线的碳排放强度分别为0.070 9 kg·m^-3和0.109 0 kg·m^-3.超滤膜工艺能节约23%的药剂用量,而电耗碳排放是传统处理工艺的2倍.对关键环节的碳排放影响因素分析结果表明,浊度、 pH、氨氮和温度等原水水质参数与次氯酸钠碳排放强度显著相关;出厂水压力、...     

铁锋水厂自控系统的设计

本文主要介绍了铁锋水厂自控系统的设计方法,内容包括自控系统的硬件设计和软件设计,并介绍了系统实际运行效果。     

城市给水厂污泥处理与资源化利用途径及策略分析

城市给水厂产生的污泥量大、有机物含量低、无机污染风险高,其绿色低碳处理和资源化利用已成为我国供水行业实现“双碳”目标进程中亟待解决的重要问题之一。本文从国家行业政策与给水厂污泥性质等方面进行了讨论分析,并归纳了处理方法和资源化利用发展趋势。目前,常用的给水厂污泥处理方法包括水体排放、市政排污和陆地填埋等。然而,这些方法存在环境风险、堵塞设施、占用土地、碳排放量大等难题。基于城市给水厂污泥的特性,其潜在的资源化利用方法包括合成吸附材料、混凝/沉淀材料、再生盐材料、建筑材料和农林材料等。若能突破上述关键技术,实现给水厂污泥从“处理”到“资源化利用”的途径转变,将对我国城市供水行业的绿色低碳运行起到重要推动作用。     

给水厂的中水回用技术研究进展

给水厂是城市市政供水的主要来源,然而在其给水处理过程中,不可避免的会产生部分生产废水,由于原水的污染物以及净水过程中投加的化学药剂,导致该部分生产废水的部分水质指标的数值是原水的几十倍甚至上百倍。这些生产废水若直接排放不仅会造成受纳水体的严重污染,而且还会浪费大量水资源,如何高效处理并回用给水厂产生的生产废水已受到人们的广泛关注。本文主要探讨分析了、生产废水主要回用技术,以期为后期的给水厂生产废水回用工程提供技术参考。     

再生水厂节能设计案例分析

节约资源是我国的基本国策,随着我国城市建设的发展,减碳降耗越来越受重视。再生水厂作为重要的市政基础设施,如何节能降耗,已经成为重要的现实问题。本文以天津市某再生水厂工程设计过程中采取的节能措施为案例,探讨如何在设计阶段实现再生水厂的节能,可为同类再生水厂提供经验参考,为构建资源节约型社会提供基础技术支撑。     

给水厂浓缩污泥的稳态流变特征研究

针对给水厂浓缩污泥,采用旋转流变仪研究了其稳态流变特性,分别探讨了污泥的典型流变图、污泥浓度和温度对浓缩污泥极限粘度的影响.结果表明,污泥具有触变及剪切变稀的性质,其极限粘度(η∞)与污泥浓度(TSS)的关系符合指数关系,可用方程η∞=24.43-494.62e-0.14TSS描述.极限粘度与温度的关系服从于阿伦尼乌斯公式,相应的反应活化能为14.91J·mol-1.此外,宾汉模型可以描述污泥的流变性质,屈服应力随污泥浓度的升高而增加.     

给水厂废弃铁铝泥对镉的吸附特征及影响因素

通过批量实验探讨了给水厂废弃铁铝泥(Ferric and Alum Water Treatment Residuals,FARs)对Cd2+的吸附特征及影响因素.实验结果表明,在最初的6 h内,FARs对Cd2+的吸附量已经达到其平衡吸附量的90%,吸附较符合伪二级动力学模型(R2=0.99),并且Langmuir(R2=0.99)和Freundlich(R2=0.90)方程均能较好地描述FARs对Cd2+的等温吸附过程,其Cd2+的饱和吸附量达35.39 mg·g-1.初始溶液p H由3.0增加到8.0时,FARs对Cd2+的吸附量缓慢增加,当p H升为9.0时,其对Cd2+去除率可达97%.FARs对Cd2+的吸附量随溶液体系离子强度的增加而减小.随着柠檬酸浓度的升高,FARs对Cd2+的吸附量显著降低,而水杨酸和酒石酸则微弱促进了对Cd2+的吸附.解吸实验证明,在p H为3.0时Cd2+的解吸率最高,但仅为11%左右.分级提取结果进一步表明,被吸附的Cd2+主要以酸溶态和残渣态存在.综合实验结果表明,FARs可以作为一种高效的吸附剂用于水体除镉.     

V型滤池工艺设计的标准化和智能化探讨

针对V型滤池的设计特点,提出了设计的标准化方法。利用AutoCAD内嵌的Visual LISP语言编程,实现了计算机自动设计、计算及绘图的功能。程序具有人机对话的功能,从而实现了设计的智能化。     

给水厂污泥改良生物滞留填料除磷效果的研究

通过静态吸附实验研究了土壤、给水厂污泥对磷的吸附特性,采用生物滞留模拟柱,考察生物滞留技术对城市径流中磷的去除效果,评价以给水厂污泥改良填料的可行性.结果表明,给水厂污泥对磷的吸附能力远大于土壤.在进水磷浓度为1.0 mg·L-1条件下,传统填料模拟柱出水总磷随着进水量的增加浓度逐渐增大,而改良填料模拟柱表现出稳定的长期去除效果,经7个月的连续运行,改良填料模拟柱出水总磷的浓度仍小于0.050 mg·L-1,满足地表水Ⅲ类水质标准.根据静态吸附实验估算结果,相同的控制条件下,添加4%给水厂污泥的改良填料对磷的吸附能力约为传统填料的4倍.无定型铁铝的沉淀、吸附作用是改良填料截留进水中磷的主要机制,工程应用中可在填料中添加4%~5%比例的给水厂污泥以提高生物滞留设施控制受纳水体富营养化的效果.     

给水厂残泥免烧陶粒对Pb与Cd的吸附特征

针对高效低廉的吸附材料——WTR（water treatment residuals,给水厂残泥）因颗粒细小在水处理工艺中难以应用的问题,利用免烧法制备出WTR陶粒,研究其对Pb和Cd的吸附特征.批量吸附试验结果表明,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能较好地描述WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附动力学（R2>0.995 8）与等温吸附过程（R2>0.994 8）.在溶液pH为5、恒温25℃、振荡24 h下,Langmuir等温吸附模型计算得到的WTR免烧陶粒对Pb和Cd的最大吸附容量分别为13.97和18.60 mg/g.单因素条件试验结果表明,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量均随溶液初始pH的升高而增加,当pH由3升至9时,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量分别增加了1.44和0.95倍;离子强度的增加不利于WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附.批量等温解吸试验结果表明,在pH为4~8的溶液中,Pb和Cd较难从WTR免烧陶粒中解吸出来,解吸率均在3.5%以内;当溶液pH为3时,Pb和Cd的解吸率分别高达65.88%和45.01%.BCR分级提取结果表明,Pb和Cd均主要以酸提取态形式（占比在68.18%以上）存在于WTR免烧陶粒中;同时,随着初始吸附量的增加,酸提取态比例显著减少,而还原态和残渣态比例显著增加.研究显示,WTR免烧陶粒对Pb和Cd具有较强的吸附能力,可作为一种高效的重金属吸附材料应用于水处理工艺中.      

给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附性能

给水厂污泥具有较强的吸附能力,可作为从水溶液中去除重金属的潜在吸附剂。通过试验分析了给水厂污泥(WTR)作为吸附剂去除溶液中Hg(Ⅱ)时,pH值、Hg(Ⅱ)初始浓度、污泥粒径以及温度对Hg(Ⅱ)吸附性能的影响,确定了吸附过程的动力学及吸附等温模型,并探究了其吸附机理。结果表明：溶液pH值对给水厂污泥吸附Hg(Ⅱ)具有较大影响,当pH=8.0时吸附效果最佳。采用粒径较小的污泥有利于对Hg(Ⅱ)的吸附,污泥对Hg(Ⅱ)的吸附量随着初始浓度的增加而增加。给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,平衡等温线符合Langmuir吸附等温模型,25℃条件下pH为7.0时污泥的饱和吸附量达到69.13 mg/g。升温有利于给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附。通过分析吸附前后污泥比表面积和微孔体积的变化发现,颗粒内扩散是给水厂污泥吸附Hg(Ⅱ)的限速步骤。     

施用给水厂残泥对南北方不同类型农田土壤质量的影响

为评估WTR(给水厂残泥)在农业区污染控制领域的土地应用风险,从土壤理化性质、土壤养分含量、有机质活性、微生物生长和土壤酶活性等五方面,考察了不同WTR添加量(w为0%、2%、5%、10%)对3个南北方农田(土壤)(常州水稻田、寿光和天津蔬菜种植区土壤,依次记做常州土壤、寿光土壤和天津土壤)质量的影响.结果表明:①WTR添加后,各土壤中CEC(阳离子交换容量)提高了23.7%～63.9%;添加WTR有利于调节酸性和碱性土壤pH,使之更适合作物生长,随着WTR添加量由0%增至10%,常州土壤pH由5.45升至6.69,寿光和天津土壤pH则分别由7.57、7.88降至7.26、7.64.②添加适量WTR不会造成土壤中P、K、Fe、Al、Ca、Mg、Cu、Mn和Zn等多种有效态元素含量的缺失,特别是在富P(>50 mg/g)土壤中施加2%～10%的WTR,既能满足植物生长对有效P的需求,又能降低P的淋溶风险.③在施肥和不施肥条件下,WTR添加量≤5%时均能增加土壤w(活性有机质),促进土壤微生物生长,提高土壤脱氢酶和总磷酸酶活性.由于WTR对有机P底物的强吸附作用,不施肥条件下,WTR添加量达到10%时,土壤总磷酸酶活性降低了55%;而施加有机肥会削弱或抵消这种不利影响,土壤总磷酸酶活性可提高至未添加WTR时的1.7倍.因此,添加适量WTR能有效改善我国南北方不同类型农田土壤质量.      

给水厂废弃铁铝泥对湖泊沉积物好氧氨氧化作用的影响

给水厂废弃铁铝泥(Ferric and aluminum residuals,FARs)可用于控制湖泊沉积物磷释放.因此,在实际应用之前对FARs的风险进行评估非常重要.本研究通过室内富集实验,考察FARs对沉积物中氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)活性、丰度和多样性的影响.结果表明:投加FARs后,沉积物对氨氮的去除能力微弱提高.富集后沉积物中AOB丰度增加,投加FARs的沉积物中AOB丰度达到1.32×108copies·g-1,而未投加FARs的沉积物中AOB丰度为1.14×108copies·g-1.此外,amo A基因的系统发育分析表明富集前后沉积物中的AOB均附属于Nitrosospira和Nitrosomonas两个种属,并且投加FARs沉积物中AOB的多样性略高于未投加的.综上结果表明,FARs回用于湖泊富营养化控制的同时,将有益于沉积物中好氧氨氧化作用的进行.     

高密度澄清池与V型滤池在钢铁废水处理中的应用

武钢北湖污水回用工程将由明渠收集的武钢生产废水、少量生活污水和雨污水形成的综合废水处理后回用于工业生产。该工程采用包含高密度沉淀池(the DensaDeg誖clarifier)和V型滤池(the Aquazur誖V filter)的两级混凝分离+消毒的工艺。10个月的运行表明,系统能有效去除悬浮物、铁和不溶解性油,出水浊度、铁、不溶解性油均达到甚至优于设计目标。但是,进出水总硬度变化甚微,且后混凝对出水铁含量有不利影响。此外,出水氯离子含量明显增加,将对回用系统中的金属材料有不利的影响。鉴于此,建议对高密度沉淀池的石灰软化过程、后混凝的微絮凝过滤过程中铁的行为、出水氯离子降低途径开展更深入的研究。为了进一步降低运行费用,建议对药剂投加量进行优化研究。     

某城市污水处理厂二期污水处理工程设计研究

详细介绍了某城市第一污水处理厂在现有工程的基础上二期工程的工艺设计以及构筑物、设备参数;二期工程充分利用原有工程场地,本着现有、新建运行管理便捷统一原则,采用改良型A/A/O生化池作为二级处理主体工艺;二期工程投入运营后,某城市污水处理厂达到20×104 m3/d的污水设计规模.最终污水厂出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级 A排放标准.污水处理厂运营后,经济效益显著,可保本经营,并具有企业自我发展的能力.