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水资源短缺、水环境污染严重是世界范围内面临的难题,寻求经济高效的污水深度处理技术是解决水危机的重要途径,也有利于污水回用事业的发展。为此,对慢滤技术用于污水回用进行了研究。
利用实验室小试装置,将慢滤池应用于污水深度处理中,选取浊度、COD、色度和细菌总数四个指标,研究了慢滤池的处理性能,以及水温、滤速、滤层厚度等因素对慢滤池性能的影响,并对慢滤池进行了技术经济评价。
试验结果表明:在滤速为0.1m/h,水温17℃~20℃下,采用粒径为0.4~0.6mm,滤层厚度为800mm的石英砂做滤床时,慢滤池对二级出水具有较好的净化效果。当进水浊度、COD、色度、细菌总数分别为1.3~2.4NTU、40.4~50.5mg/L、20.6~25.2°、1.2×104~2.1×104CFU/mL时,相应的出水平均值降到0.3~0.5NTU、19.5~28.6mg/L、13.3~15.5°、3.4×103~5.2×103CFU/mL,平均去除率分别达到80.0%、48.6%、37.7%、73.2%。
对比慢滤池在冬季和夏季的运行数据,结果发现:从夏季(23-25℃)转到冬季(10-14℃)时,慢滤除污染物的整体效果下降,但却对各污染指标表现出不同的规律:水温对COD去除影响最大,而对浊度去除的影响相对较小。在慢滤进水浊度较低的情况下,水温对色度去除的影响程度会位于对COD去除和浊度去除的影响程度之间。无论温度如何变化,慢滤池均能保持良好的细菌去除效果。
通过分析0.1m/h、0.3m/h和0.5m/h三种滤速下慢滤池的出水水质,结果发现:滤速会影响到慢滤池的处理性能。当滤速从0.1m/h提高到0.3m/h时,COD、浊度、色度和细菌总数的去除率均略有下降。当滤速由0.3m/h提高到0.5m/h时,慢滤池出水水质则下降较快。因此,建议慢滤池滤速不宜大于0.3m/h。
在滤层不同深度处多次取样,分析了COD、浊度和色度沿滤层厚度的变化。结果表明:滤层厚度对慢滤池的性能有一定影响。慢滤池滤层表面的粘性滤膜对去除COD、浊度和色度起到了关键作用;滤层中下部区域同样也具有一定的去除能力。从去除COD、浊度和色度三个指标考虑,选择粒径范围0.4~0.6mm,厚800mm的石英砂作为慢滤池滤床是合适的。
以规模为1.0×104m3/d的污水再生水厂为例进行模拟设计,对慢滤池处理能力以及基建投资、运行费用及制水成本进行了评价。结果表明:慢滤池的基建投资为211.73万元,再生水厂年运行费用和制水成本增加比较较少,分别只有10.7万元和0.035元/m3,是可以接受的。对于用地不是很紧张的地区,慢滤池是一种适宜的回用技术。