滤砂变黑的原因分析及处理方法

发表时间:2010-08-25 15:12:40    阅读次数:4956

东莞塘厦凤凰水厂滤池是按25m3/d设计的,共有10个滤池,每个滤池的滤砂是由10cm底层粗砂和1m上层细砂组成,池底设计有多个凸面鼓风口,滤池的反冲洗分为水洗、气洗、水气洗三个阶段,全自动控制。观察反冲洗的全过程,可以观察到冲洗效果较好,可以有效地把滤砂中的沉积物冲洗干净。但逐渐地,在实际生产过程中出现上层滤砂逐渐变黑。发现问题后,即时考虑可能存在的问题:滤砂变质会否影响出厂水水质、影响市民的饮水健康?所以立即对出厂水、滤后水、待滤水进行跟踪检测,检测结果:各个水样水质都正常,同时把小范围的滤沙挖起直到池底,发现池底层滤砂也变黑了,而且颜色更深。根据水质检测结果可判断滤砂变黑没有对水质造成影响,根据滤砂的表面现象可判断滤砂变黑是从底层往上层逐渐变化的。接下来的任务就是要找出滤砂变黑的原因所在。

  实验分析

  为了找出滤砂变黑的原因,采集滤砂进行进一步的分析观察,滤砂的黑色,象是电镀上去一样,用一般的刷洗方法不能除去黑色。经过反复思考,首先估计造成滤砂变黑的因素很可能是金属污染或微生物菌类污染,根据判断,拟定实验分析方案:

  采集样品滤砂称取100g4份,分别装于500ml具塞三角瓶中。

  (1)用500ml纯水浸泡

  (2)用500ml10%硝酸溶液浸泡

  (3)用500ml20%草酸钠溶液浸泡

  (4)用500ml20%漂白粉溶液浸泡

  浸泡液浸泡48小时后观察:

  (1)号浸泡溶液没看出明显变化

  (2)号浸泡溶液可看到有泥黄色溶解物沉淀,一些滤砂的黑色已褪去

  (3)号浸泡溶液有少许泥黄色溶解物沉淀

  (4)号浸泡溶液没看出明显变化

  对比以上现象可以知道,黑色污染物可溶于酸性溶液,而不溶于漂白粉。结合源水水质可进一步判断金属污染的可能性较大,微生物污染的可能性较小。
取以上各浸泡溶液做实验分析:

  (1)用原子吸收分析浸泡溶液中FeMnZnCuPb的含量

  (2)对各浸泡溶液做细菌总数、总大肠菌群的微检项目分析

  检测结果:

  (1)号浸泡溶液中各金属元素含量都小于最低检测限,细菌总数60CFU/ml,总大肠菌群12MPN/100ml

  (2)号浸泡溶液中Fe5.75mg/LMn2.13mg/LZnCuPb均低于最低检测限,细菌总数<1CFU/ml,总大肠菌群0MPN/100ml

  (3)号浸泡溶液中Fe0.45 mg/LMn0.26mg/LZnCuPb均低于最低检测限,细菌总数<1CFU/ml,总大肠菌群0MPN/100ml

  (4)号浸泡溶液中各金属元素含量都小于最低检测限,细菌总数<1CFU/ml,总大肠菌群0MPN/100ml

  浸泡一周继续观察:(2)号浸泡溶液溶解沉淀物明显增多,滤砂的黑色基本全部褪去。(3)号浸泡溶液溶解沉淀物有增多现象,未能除去滤砂的黑色。其余两个溶液没有发现变化。

  滤沙变黑的原因

  由以上的实验分析可以断定滤砂变黑的原因是金属FeMn污染所致。目前使用的源水中Fe的含量较高,一般在0.82.00mg/LMn含量一般在0.10mg/L以下(特殊情况会达到1.0 mg/L左右),在砂滤池前的工艺环节中没有很好地处理掉这两种金属,造成了在滤砂中逐渐沉积,逐渐发生化学反应最后导致滤砂变黑。

  处理方法

  由实验分析可知道用10%的硝酸溶液浸泡1周可有效地将滤砂的黑色除去。所以可以使用酸性物质进行浸泡处理,但考虑到酸性物质会对金属设备造成腐蚀,损坏设备。如果将滤砂全部挖出来用10%的硝酸浸泡,需要大量的劳动力和处理时间较长,只能在不影响供水的情况下进行逐个分开浸泡,这样耗时就更多,估计最少要56个月,粗略计算每个池费用为11万元左右(不含人工费),这种方法要使用大量硝酸,处理后的废液会造成环境污染,必须经过处理才能排放,这也需要一笔处理费用。

  如果采取更换滤砂,需时较少,每个池费用为13万元左右(不含人工费)。 经过对各水样的跟踪检测,滤沙变黑没有对水质造成很大影响,综合考虑可以暂不采取处理措施。当出水水质有恶化的迹象,还是采用更换滤砂比较可行。

 

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