江苏省《城镇供水厂生物活性炭失效判别和更换标准》(DB32/T 4245-2022)2022年9月1日开始实施。地标中提到截至2020年年底,江苏省城镇供水厂已基本实现深度处理工艺全覆盖,其中97%以上的供水厂采用臭氧-活性炭深度处理工艺。在深度处理以及对供水厂深度活性炭的管理上,江苏省无疑走在前列。此标准的实施,对臭氧-活性炭深度处理工艺的供水厂具有很实在的指导意义。
标准的基本规定
《城镇供水厂生物活性炭失效判别和更换标准》(DB32/T 4245-2022)的基本规定把“城镇供水厂出水水质应达到《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》DB32/T 3701的要求(3.0.1)”当作第一条!
另外,有几条规定也值得重视:
一是,强调要“预留一定应对水源水质突发污染和水量突变冲击的能力”,相信供水人在经历今年的长江中下游咸潮抢水事件中深有感触!
二是,“生物活性炭进水中余臭氧浓度宜控制在0.1mg/l以下”,我想,在使用了乐虎「lehu游戏」官方网站推荐的在线监测水中余臭氧方案的水厂,这点应该是已经得到解决,而且已经取得不错的臭氧投加控制效果。
三是,“生化活性炭失效判别应在优化水厂全流程处理工艺的基础上,综合考虑运行工况、进水水质和出水水质目标进行判别”。显然,“水质”才是核心,这也是水厂的基本运行目标。
如何判别生物活性碳失效和评估运行
“生物活性炭失效的判别应以净水效能为主要依据。(4.0.1)”
除了活性炭的强度、颗粒均匀系数、碘吸附值(或亚甲蓝吸附值)等活性炭物理性能,标准分别列举了不同去除目标下需要更换活性炭的判别依据,如以耗氧量为主要去除目标时,生物活性炭单元对耗氧量的去除率≥15%的年度保证率达不到95%时,以控制消毒副产物生成量为主要目标时,因活性炭原因导致消毒副产物时,以及以生物源致嗅物质为主要去除目标等,都有一定判别依据。
标准对生物活性炭运行的评估做出了指导,包括水厂基础信息收集、评估的过程,以及评估的结论。笔者认为尤应关注:水质指标达标率和变化趋势、抗冲击负荷能力、活性炭物理性能、活性炭微生物性能。
标准也给出了评估的最终落脚点——“城镇供水厂生物活性炭运行评估建议跟踪指标及频次”。
(表格来源于:《城镇供水厂生物活性炭失效判别和更换标准》,DB32/T 4245-2022)
以乐虎「lehu游戏」官方网站的经验来看,为了合理的运行管理臭氧-生物活性炭处理工艺并取得良好处理效果,对生物活性炭滤池进出水的CODmn、TOC/DOC、UV254、色度、消毒副产物前体预警指数(SUVA=100*UV254/DOC)等水质参数的实时监测,进而动态监控生物活性炭滤池对工艺环节各参数的去除率,为活性炭滤池的反冲洗频次、强度提供理论依据和控制依据有重要的意义。
需要改善的监测难点有哪些
标准给出了各工艺段水质检测项目的建议,但供水人应该很有体会,其中一些监测指标还是有一定的监测难点的,特别是如果涉及到连续监测,难度就更大了。
究其主要原因,一方面是目前有些参数指标的监测受制于监测仪器本身,比如很多水厂使用的氨氮分析仪在测量值小于0.2mg/l时,测值准确度偏低;耗氧量的测值低于1.5mg/l,误差偏大等;另一方面则是因方法的限制,有些参数的检测(或者检测仪器)对检测人员有很高的技能要求,比如采用化学方法的高锰酸盐指数分析仪;更有一些仪器运维工作量大,比如如果用试剂比色法测量亚硝酸盐氮,维护工作量就很大。
2022年12月21-23日“高品质饮用水探索与实践研讨会暨《净水技术》创刊40周年庆祝会议”期间,杭州水司的领导也提出臭氧活性炭系统主要不足的一点是仪表不足,特别提到最不给力的就是水中余臭氧检测仪。
精确控制水厂臭氧投加量,严格控制生物活性炭滤池进水余臭氧浓度很重要,关系到生物活性炭能否发挥作用,影响有机物去除效果和活性炭的使用寿命。然而,在建成的深度处理自来水厂中普遍存在水中余臭氧浓度监测难、测不准的行业难点。究其主要原因是监测仪器不适合水中低浓度余臭氧的检测。庆幸的是,乐虎「lehu游戏」官方网站响应和解决了这个领域的监测难题!
另外,除了监测本身,还有一点目前很多水厂也许并没有完全意识到,那就是在线监测仪表的集成度,高集成度不单单是可以解决成本问题,更可为水厂后续的智慧化发展提供支撑点。这一点也需要水厂在开展水质监测时充分考虑。
乐虎「lehu游戏」官方网站的在线监测方案
如果说,对水中有机污染物、氯消毒副产物的前体物以及氨氮进行全过程的实时精准监测,可以为水厂的精细化管理提供决策依据,进而为最终实现智慧水厂打下坚实基础。
那乐虎「lehu游戏」官方网站公司运用免试剂、全光谱的在线分析仪器,在臭氧活性炭工艺中,可以在预臭氧环节非常迅速、准确的检测浊度、色度、CODmn、DOC、UV254、硝酸盐氮、余臭氧、叶绿素等参数。这些参数可以较全面的了解原水的进水情况,为预臭氧阶段的臭氧的投加量提供前馈和反馈控制信息。
在后臭氧环节可以检测余臭氧、浊度、色度、CODmn、DOC、UV254、叶绿素等参数为后臭氧的投加提供反馈控制信息,并且对进入生物活性炭滤池的进水进行浊度、色度、CODmn、DOC、UV254、叶绿素等参数进行全面的实时检测。
在炭池的出水可以检测浊度、色度、CODmn、DOC、UV254 、SUVA 等参数。其中SUVA(比紫外吸收率),通常被作为替代参数来评估天然有机物(NOM)的浓度和类型以及形成消毒物副产物(THMS)的倾向性。
图2:全光谱在线分析仪的现场图
通过对炭池的进出水参数进行实时监测,实时计算去除率,实时监控生物活性炭滤池的性能,为活性炭滤池的反冲洗频次、强度提供理论依据和控制依据。另外,通过检测炭池的进出水实时的光谱图,甚至可以为今后炭池的更换活性炭提供理论和决策依据。
图3:炭池进出水全光谱指纹图变化
在加氯环节可以使用全光谱分析仪检测一氯胺参数,结合现有的余氯、总氯、氨氮检测仪,可以用一种快速且经济的实时监控手段,来动态监控水厂的氯、氨投加比例控制是否合理匹配。
在出厂水环节可以检测浊度、色度、CODmn、TOC、一氯胺、UV254、连续光谱等参数,为自来水出厂水提供更为全面、快捷、准确的水质监测数据。
表1:乐虎「lehu游戏」官方网站在某水厂监测点位和参数实例
乐虎「lehu游戏」官方网站的在线监测实例
监测实例:水中余臭氧闭环控制实例
乐虎「lehu游戏」官方网站结合自来水深度处理需求,利用是能全光谱分析仪在线监测水中余臭氧、CODMn、TOC/DOC、UV254、SUVA、色度等参数的解决方案,在上海某现代化水厂已经与臭氧发生器联动参与了臭氧投加的闭环控制。
具体实施情况如下:在炭池的进出水安装了2套全光谱多参数检测仪,进水监测余臭氧、CODMn、TOC/DOC、UV254、SUVA、色度、水温等参数,炭池出水监测CODMn、TOC/DOC、UV254、SUVA、色度、水温等参数。
图4:乐虎「lehu游戏」官方网站在某水厂实施的水中余臭氧监测实例
为了验证全光谱分析仪的准确度、可靠性以及不同臭氧加注量对炭池进出水水质变化的影响,乐虎「lehu游戏」官方网站及水厂进行了多次测试比对工作。
下图是2021年8月13日测试过程中的后臭氧(炭池进水)水中余臭氧的变化趋势。
图5:乐虎「lehu游戏」官方网站-是能在某水厂水中余臭氧监测数据对比
监测实例:氯消毒工艺的在线监测实例
乐虎「lehu游戏」官方网站利用是能ISE氨氮分析仪,今年10月份以来在上海的应急就地取水监测中,表现非常好,灵敏度和准确度都很好,尤其是在水厂生产过程活性炭滤池出水的工艺节点上表现非常好。
图6:乐虎「lehu游戏」官方网站在某水厂炭池总氯、氨氮监测实例
总氯和氨氮结合起来看,可以发现消毒接触池出水中总氯在炭池出水氨氮较高期间(12月8日-17日期间)变化的范围非常大。这是由于在这个浓度区间,水厂仍采取了游离氯消毒的策略,按照过折点加氯的原理,氯氨比必须要超过8:1,所以水中0.1mg/l氨氮导致0.8mg/l的加氯量,水厂正常加氯量是1.5mg/l左右,采用半自动加氯的水厂在这期间就会很被动,导致消毒接触池出水总氯发生剧烈波动,进而导致出厂水总氯剧烈波动,这期间消毒物副产物超标的风险大增。
图7:某水厂的全光谱分析仪及氨氮分析仪现场图
结合乐虎「lehu游戏」官方网站选用的全光谱分析仪:
1)可以监测炭池出水的需氯量CLD、消毒物副产物前驱物SUVA,色度,CODmn/TOC,配合离子电极法氨氮仪还可以测定氨氮;
2)在消毒接触池出水监测一氯胺、CODmn/TOC、AOC、硝酸盐、亚硝酸等;配合电化学探头还可以监测游离氨、游离氯、总氯、pH;结合比色氨氮仪还可以测定总氨、计算出二氯胺。
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