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整理人: 1101234(2001-08-24 16:19:17), 站内信件
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【调研报告】瑞士苏黎士市给水处理
瑞士位于北纬46~48度,地处中欧,境内多冰碛湖。年降水量约为1200毫米,水源丰富,苏黎士位于瑞士北部,人口约40万,日供水量约40万立方米,目前泉水供水量2-3万立米/日,地下水是苏黎士的第二水源,沿利马河在HardHof建有地下水水厂,日供水量可达15万立米,苏黎士的第三水源为苏黎士湖Lenng和Moos两湖水厂分别设在湖的东西两岸,供水能力分别为25万和12万立米/日,本文拟介绍湖水厂的水处理。
苏黎士湖总面积68平方公里,容积34亿立米,湖水最深135米,两水厂取水口设在湖的北端,都在湖面下30米处取水,水的总硬度为130毫克CaCO3/升。由于集水区域内人口密度较大,从农田淋下来的肥料,氮磷营养物质负荷较高,因之藻类繁殖茂盛,又由于藻类死亡腐烂,消耗一部分湖水溶解氧,有时在深水处形成缺氧区。
两湖水厂水处理工艺基本相同、Moos水厂始建于1914年、Lenng水厂始建于1960年,由于1967年发生了氯酚事故;管网中细菌的复苏;浮游藻类过滤困难,贝壳生物贻贝(Mussel)的出现以及用户对水质的反映,故于1975年进一步扩建Lenng水厂;1979年扩建Moos水厂,采用了8道水处理工艺。
一、预氧化
湖面下30米处的湖水由进水管进水岸边泵房,经一口3级深井泵650米长廊道中的φ1350毫米钢管送至Lenng水厂的配水井。Moos水厂岸边泵房经一口4级深井泵,通过一长370米直径1200毫米的钢管和一根长520毫的渠道送水至Moos水厂,氯和二氧化氯加注在进水管的进口处,以杀灭贻贝的幼虫及藻类。根据测定结果,从开始加氯(0.5~1.0毫克/升)后,贻贝逐步杀灭,直至第14天即可达到完全去除。
二、微絮凝
从表1可见原水浊度(NTU)为0.35度,而浮游生物达2毫克/升,故净水设备必须考虑去除浮游生物,根据过滤理论水中悬浮物的去除依赖接触凝聚作用,悬浮颗粒包括生物体,必须依靠加入絮凝剂以脱稳。Lenng水厂和Moos水厂均在原水进入快滤池前加入2毫克/升硫酸铝以降低悬浮物的稳定性,使之通过滤池得以去除。
遇有石油事故造成水质污染,两水厂将采取投加粉状活性炭措施。
表1、1982年Lenng水厂水质(年平均值)
项 目
工艺流程
源水未加氯
源水加氯
调整PH后
快滤池后
加臭氧后
活性炭滤后
慢滤池后
出
厂
水
水温℃
5.6
5.1
-
5.3
5.4
5.4
5.4
5.7
浊度420nm 1米消光值
0.32
0.25
0.38
0.16
0.06
0.06
0.06
0.06
浊度 NTU
-
0.35
-
0.10
-
0.07
-
-
PH
7.93
7.93
8.38
8.41
8.34
8.20
8.17
8.15
平衡 PH
-
8.12
-
-
-
-
-
8.07
悬浮颗粒 1-3 微米
-
79973
-
51952
61157
65095
66842
-
3-10 微米
-
12646
-
8218
7907
8651
9466
-
<10 微米
-
1599
-
1485
1328
1170
1345
-
氧化剂 毫克/升
-
0.20
(CI2)
-
-
0.22
(CI2)
-
-
0.03
(CI2)
溶介氧 毫克/升
9.5
9.2
-
9.5
11.8
10.8
11.1
11.5
溶介氧饱和率 %
79
77
-
78
97
90
92
97
NH+4 微克/升
<5
5
-
-
-
-
-
<5
NO-3 微克/升
740
755
-
750
770
765
765
765
NO-2 微克/升
3.8
<0.5
-
-
-
-
-
<0.5
UV 254nm 1米消光值
2.9
2.4
-
2.4
1.2
1.2
1.1
0.9
耗氧量 毫克/升
1.1
1.0
-
1.0
0.8
0.7
0.6
0.6
溶介有机炭DOC 毫克/升
1.25
1.30
-
1.20
1.10
0.90
0.80
0.85
总多氯联苯PCB 毫微克/升
2.71
-
-
-
-
-
-
2.85
氯仿 (毫微克/升)
0.1
4.5
-
-
-
-
-
3.5
总有机氯TOC1 毫微克/升
9
-
-
-
-
-
-
-
总多环芳烃 毫微克/升
8.0
-
-
-
-
-
-
2.8
浮游生物 >20微米个/毫升
-
222
-
4
-
1
0
-
2~20微米个/毫升
-
667
-
62
-
29
20
-
<2微米个/毫升
-
1546
-
332
-
171
106
-
总生物体 毫克/升
-
2.07
-
0.016
-
0.004
0.002
-
细菌总数20℃3天 个/毫升
63
2
-
4
-
1
1
0
大肠菌数37℃ 个/100毫升
13
0
-
0
-
0
0
0
三、中和
原水带有侵蚀性CO2,具有一定侵蚀性,pH为7.4~7.9,对管道及配件有腐蚀作用。通过中和提高到8.0~8.1,Lenng水厂用石灰液;Moos水厂用NaOH溶液。
四、砂滤池过滤
Lenng水厂和Moos水厂均采用双层滤池。滤池总高度不一,Lenng水厂共有快滤池40只,每只45平方米。砂层总厚度达120~140厘米,上层用50厘米浮石(1.5~3.0毫米),下层用石英砂70~90厘米(0.5~1.0毫米),滤速最大6.3米/时,滤池大约4天冲洗一次,用计算机控制,冲洗强度为50立米/平方米/时(=14升/平方米/秒),空气强度70立米/平方米/时(=19.5升/平方米/秒)。Moos水厂有两种滤池,12只活性炭滤池,活性炭厚度30厘米,石英砂30厘米,每池面积45平方厘米,另一种滤池每池滤水面积102平方厘米,砂层70厘米,上层用浮石70厘米。
五、加臭氧
一般臭氧剂量为1.5毫克/升,用来灭活细菌及病毒,氧化部分有机物以及澄清水质,在特殊情况下,臭氧剂量可以提高至数毫克/升或十几个毫克/升。
Lenng水厂有6套独立的臭氧组合以及4套空气干燥器及滤器,每套臭氧组合有一只频率转换器(50赫芝转换至350赫芝),升压变压器具(380/7000伏),硅胶干燥器,3只管状臭氧发生器,每小时产生O35.35公斤,每一套臭氧组合有一只臭氧加注设备一辐射注入器。
Moos水厂有两只灰尘过滤器,两只预干燥器,2只硅胶干燥器,3只升压变压器(380/14000伏)以及3只板状臭氧发生器,每一发生器发生O33.15公斤/时,O3加入到滤后水泵的出水压力水中,利用3只水泵,5只加气管和5只涡流混和器进行混和。
Lenng水厂采用高频电流生产臭氧,可节约投资,节省空间并降低运行费用。
Lenng水厂有两个O3接触室,每室容积465立米, Moos水厂有5个接触室(见图1),每室容积94立米,O3加入到水中后,可保证接触时间不少于5分钟。
接触室空间的空气以及活性炭滤池上空空气均带有O3,根据测定臭氧发生器出来的气体,Lenng水厂含O3百万分之24500,Moos水厂则含有百万分之22600,接触室及活性炭滤池上空空气的O3,则分别达到百万分之3350及百万分之1525,此种含有O3的空气被送到O3分解器,将O3分解然后排出。
O3分解器由四部分组成:
温度控制器——加热器50~70℃——催化反应器Cu+MnO2——排放机——排出O2
六、活性炭滤池
加有O3的水经过不小于5分钟的接触时间后,进入活性炭滤池,活性炭滤池也可去除水中的剩余氯,剩余O3,并进一步消除水生物以及降低有机污染物。
Lenng水厂有12只活性炭滤池,每池滤池45平方米,铺有石英砂40厘米,活性炭130厘米,Moos水厂有5只活性炭滤池,每池面积92平方米,铺有石英砂25厘米,活性炭90厘米,前者滤速最大可达21米/时;后者最大滤速为15米/时(见图1)。
图1 臭氧活性炭滤池
滤池周期决定于水头损失,用计算机控制,冲洗时采用空气。Lenng水厂活性炭滤池出水需要用泵提升10米,以便于进入慢滤池。Moos水厂则需在快滤池后用泵提升滤池出水至活性炭滤池,滤池出水泵也可将处理工艺反转过来,即使水先进入慢滤池,然后再经活性炭滤池过滤。
七、慢滤池
苏黎士市使用慢滤池已110余年,去除水中机械杂质及生物净化作用极好,慢滤池底部有集水砖,其上为卵石层,厚20~30厘米,卵石层上为粒径0.2~2毫米的河砂,厚50-100厘米。
Lenng水厂有14座慢滤池,每座滤水面积1120平方米。Moos水厂有15座,滤水面积每只1150平方米,滤速分别为16米/日及9米/日,慢滤池上有顶盖。
每隔2-3年滤池需停役清理,去除上层滤砂3厘米。新建的慢滤池可以用洗砂机械在池内清洗滤砂,每10-20年,整个慢滤池内的滤砂需予更换。
八、慢滤池出水加二氧化氯
为防止细菌繁殖,慢滤池出水需加入0.1毫克/升CIO2以保持水中有0.06毫克/升CIO2。
CIO2通过HCI与Na CIO2作用而获得,浓HCI与Na CIO2用泵打到稀释槽分别稀释至7.5%与9%再用泵打到反应柱进行反应,生成的CIO2储存于玻璃钢容器内,用剂量泵投入被消毒的水中。CIO2溶液在投入前稀释10倍,加注点水流需为紊流流态。
经加CIO2的水用泵打到清水库中供给用户。
图2 活性炭滤池水质变化 图3 气化器
从以上介绍可见苏黎士市采用的8道净水工艺的特点是:
1.可去除悬浮生物及悬浮颗粒;
2.可去除水中以耗氧量,溶解性有机炭,UV为指标的有机物;
3.可去除多环芳烃;
4.加氯后卤代烷烃的增量很少;
5.不能去除多氯联苯;
6.pH值保持7.9~8.1,无腐蚀性。
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