總結(jié)
示范廠廠址 – 美國(guó)猶他州南喬丹市(South Jordan)
技術(shù)應(yīng)用 – 直接飲用水回用(DPR,,Direct Potable Reuse)工藝中的有機(jī)物監(jiān)測(cè)
技術(shù)設(shè)備 – Sievers®總有機(jī)碳TOC分析儀
項(xiàng)目簡(jiǎn)介 – 直接飲用水回用(DPR)項(xiàng)目的成功實(shí)施能夠極大增強(qiáng)當(dāng)?shù)氐目购的芰Α榱讼妼?duì)作為飲用水源的DPR水的誤解,,并使DPR水處理工藝保持最佳運(yùn)行水平,,水處理廠需要使用能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)的技術(shù)設(shè)備,例如總有機(jī)碳TOC分析儀,。水質(zhì)監(jiān)測(cè)是優(yōu)化膜生物反應(yīng)器(MBR,,Membrane Bioreactor)和臭氧氧化工藝性能的關(guān)鍵步驟。
影響技術(shù)選擇的因素 – DPR示范廠需要一臺(tái)能夠靈活監(jiān)測(cè)多個(gè)不同水質(zhì)樣品流的TOC分析儀,。他們還需要用紫外過(guò)硫酸鹽氧化和膜電導(dǎo)(MC,,Membrane Conductometric)檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行可靠、準(zhǔn)確的TOC測(cè)量,。
關(guān)鍵詞 – 直接飲用水回用(DPR),、總有機(jī)碳(TOC)、有機(jī)物監(jiān)測(cè),、Sievers M5310 C TOC分析儀
項(xiàng)目背景
猶他州是美國(guó)最干旱的州之一,,其5400萬(wàn)英畝的土地中有90%極度干旱。猶他州鹽湖縣南喬丹市的地下水被尾礦污染,,因此當(dāng)?shù)貨](méi)有飲用水源,。城市的飲用水大多購(gòu)自尤因塔山區(qū)(Uintah Mountain)和普羅沃河地區(qū)(Provo River)的供水商。猶他州政府資助了DPR示范項(xiàng)目,,以測(cè)試未來(lái)在當(dāng)?shù)貙?shí)施DPR計(jì)劃的可行性。示范廠將運(yùn)行3到5年,,為未來(lái)DPR計(jì)劃的正式實(shí)施提供參考架構(gòu),。
圖1. DPR示范項(xiàng)目的鳥(niǎo)瞰圖
DPR示范項(xiàng)目的水源是處理后的南谷下水道系統(tǒng)(South Valley Sewer)的廢水,。DPR示范廠采用先進(jìn)工藝組合以求實(shí)現(xiàn)高水質(zhì)目標(biāo),并成功實(shí)施穩(wěn)健的多重障蔽除污法的廢水處理工藝,。示范廠由5個(gè)不同的工藝部分組成,,即臭氧化處理(Ozonation)、生物活性過(guò)濾(BAF,,Biologically Active Filter),、超濾(UF,Ultrafiltration),、顆?;钚蕴刻幚恚℅AC,Granular Activated Carbon),、紫外消毒(UV Disinfection),。
來(lái)自膜生物反應(yīng)器的進(jìn)水濾液通過(guò)臭氧化處理之后,進(jìn)入深度處理工藝部分,。臭氧是強(qiáng)氧化劑,,能夠分解有機(jī)污染物。在臭氧化工藝之后,,是生物活性過(guò)濾工藝,,為生物提供生長(zhǎng)介質(zhì),并進(jìn)一步分解污染物,。超濾工藝過(guò)濾掉微生物,,而粒狀活性炭處理工藝吸附殘留的微量污染物。DPR示范項(xiàng)目的最后一步是紫外消毒工藝,,能夠有效地消除水中的病原體,。
挑戰(zhàn)
DPR計(jì)劃成功與否,取決于公眾對(duì)DPR的接受程度和意見(jiàn),。由于公眾普遍對(duì)DPR認(rèn)知不足,,因此需要花時(shí)間向公眾講解有關(guān)廢水回用及凈化處理的知識(shí)。DPR示范項(xiàng)目未來(lái)能否成功,,很大程度上還取決于基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的決策,,因此項(xiàng)目工程師面臨如何實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)工藝中的有機(jī)污染物含量的難題。廢水處理工藝的目的是去除源水和廢水中有害人體健康和破壞環(huán)境的有機(jī)污染物,,因此掌握一套使用便捷和性能可靠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法就至關(guān)重要,,其中最關(guān)鍵的是必須能夠了解和測(cè)量初始工藝和后續(xù)工藝中的水中的有機(jī)物含量。
解決方案
猶他州南喬丹市的DPR示范廠將總有機(jī)碳測(cè)量值作為主要的關(guān)鍵工藝指標(biāo)(KPI,,Key Process Indicator),,因此需要使用能夠靈活測(cè)量多個(gè)不同水質(zhì)的樣品流的TOC分析儀。示范廠為了達(dá)到監(jiān)測(cè)要求,,選用Sievers M5310 C TOC分析儀,,這款分析儀采用膜電導(dǎo)(MC,,Membrane Conductometric)檢測(cè)和紫外過(guò)硫酸鹽氧化技術(shù)。圖2是示范廠的總體工藝流程圖和各個(gè)工藝部分,。在DPR工藝開(kāi)始時(shí)進(jìn)行TOC監(jiān)測(cè),。嚴(yán)密監(jiān)測(cè)從廢水廠進(jìn)入DPR示范廠的廢水,并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)調(diào)整深度處理工藝,。在生物活性過(guò)濾工藝之后再次進(jìn)行TOC監(jiān)測(cè),,以確保污染物的去除率。在紫外消毒工藝之后,,可以通過(guò)TOC分析來(lái)確定最終水質(zhì),。
圖2. 直接飲用水回用示范項(xiàng)目工藝步驟[1]
結(jié)論
許多地區(qū)面臨飲用水短缺的問(wèn)題,而DPR項(xiàng)目等創(chuàng)新性解決方案是未來(lái)提高當(dāng)?shù)乜购的芰妥灾鞴┧倪x擇,。有了這種嚴(yán)格的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),,水處理廠就能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)做決策,并用準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)消除公眾對(duì)DPR等新飲用水源的不信任,。用于監(jiān)測(cè)有機(jī)物的TOC分析法是一種簡(jiǎn)便而功能強(qiáng)大的方法,,可用于優(yōu)化工藝、保證水質(zhì),、滿足法規(guī)要求等領(lǐng)域,。南喬丹市選用Sievers M5310 C分析儀來(lái)成功展示DPR項(xiàng)目的可行性,并為未來(lái)此類(lèi)項(xiàng)目提供參考框架,,從而為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)提供足夠安全和低廉的飲用水,。
參考文獻(xiàn)
[1].
Whotcott, G., & Rasmussen, J. (2019, July 29). South Jordan City – DPR Demonstration Project. Arizona Reuse Symposium. Symposium conducted at the meeting of Water Reuse Arizona & AZ Water Association, Flagstaff, AZ.
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