Cobb County-Marietta水务局(CCMWA)预计需要升级Hugh A. Wyckoff水处理厂时,其运营商在审查了几种替代品之后转向使用颗粒活性炭(GAC)技术。该工厂是一个双工厂系统的批发商,每天处理多达7200万加仑,为约35万人提供服务。CCMWA由Wyckoff和James E. Quarles处理厂组成,是佐治亚州第二大供水商。

Wyckoff工厂从Allatoona湖取水。由于工厂的位置和设置,在那里处理的水可以在运输中保留长达10天,导致更高的消毒副产物(DBP)水平。CCMWA需要对其工厂进行升级,以符合美国环境保护署(EPA)关于DBP的第2阶段法规。

2002年,CCMWA开始试用和测试不同的技术,包括:

  • 臭氧生物过滤
  • 连续离子交换
  • 吸附
  • 纳滤

2009年,实施活性炭技术的计划已经到位,CCMWA和CH2M HILL工程师开始了最终的设计工作。压力容器中包含的GAC是工厂DBP要求的最佳解决方案。28艘船的安装使其成为单一设施中最大的GAC压力容器安装。

解决方案

为了保持较低的DBP并为将来的合规做好准备,CCMWA在选择技术时考虑了几个选项。五项指导标准是:

  • 降低DBP的有效性
  • 该技术对工厂的操作适应性
  • 操作灵活
  • 资本成本
  • 运营和维护(O&M)成本
  • 废水排放限制

在做出这一决定之前,CCMWA研究了连续离子交换技术,该技术可去除特定的分子量有机物它去除了天然存在的有机物质(NOM),以总有机碳(TOC)来衡量,但不包括制药和个人护理产品(PPCPs),CCMWA认为这些产品可能在未来受到监管。考虑到当地污水处理厂的小容量,这个过程中的废水处理将成为Wyckoff的一个问题。连续离子交换系统通常也需要很大的占地面积,这在Wyckoff是不可用的。此外,CCMWA的连续离子交换使用的树脂在全球范围内仅在一家工厂生产,导致供应/成本问题,CCMWA的项目工程师Patrick Pherson说。

臭氧和生物过滤在TOC减少方面提供了微小的改善。Pherson说,资本和运行和维护成本对于水质的逐步改善来说是很高的。另外,现有的多媒体过滤器需要用更深的床来代替,以适应生物过滤介质,这对于植物的液压系统来说是困难的。

然后CCMWA检查纳米过滤。尽管工厂经营者表示清除非常好,但膜很快就会结垢,并且该过程产生了具有高TOC含量的废物流。对于CCMWA,估计该废物流的流量约为每天300万加仑。该工厂认为这样做太多,无法送到当地的污水处理厂或在现场轻松处理。因此,纳米过滤被认为是不可行的。

尽管在邻国接受了氯胺的使用,但格鲁吉亚不鼓励使用氯胺氯胺可以消除受管制的DBP,但是它们也可以创建它们自己的DBP集,这些DBP目前是不受管制的,但可能在未来。CCMWA认为氯胺只能是一种短期解决方案。

在取消这些选项后,CCMWA决定由选定等级的烟煤制成的GAC最符合标准,因为它为当前和未来的法规提供了解决方案,具有操作灵活性,可在Wyckoff环境中维护,并且不会产生太多废水。预计GAC过滤器的操作相对容易适应,因为该工厂已经安装了传统的多媒体过滤器,并且GAC过滤在操作方面类似。

“我们预计,在未来20年内,将会有更多关于药物和个人护理产品污染物的法规,”Pherson说。“我们已经拥有了一种技术,可以将许多这些新出现的污染物排除在外。这个装置不仅考虑到现行法规,还着眼于未来的法规。“

CCMWA选择竞争性地竞标压力容器(见图1)和GAC。根据其在饮用水再活化方面的经验以及与CCMWA合作设计和供应GAC设施的经验,GAC的制造商也被选择用于再激活供应合同。

船只

这些容器装有一个吸附系统,该系统使用GAC从液体中去除溶解的有机污染物,如DBPs和天然有机污染物。这些容器可容纳多达40,000磅的GAC,提供额外的接触时间,以去除低浓度的化合物或吸附性差的化合物。

该系统配有两条GAC排放管线,每条排放管线可提取20,000磅废碳,通过消除从容器中清除废碳时所涉及的猜测,最大限度地缩短了GAC交换所需的时间。另外,沿容器直侧的三个喷嘴可装配有床内样品组件,以允许操作者在吸附物流过床时监测吸附物的进展。

标准设计包括两个容器和一个集中管道歧管,以便进行串联或并联操作,但如果愿意,它也可以作为单个容器。

以经济有效的方式满足法规要求

CCMWA从5月到10月季节性地运行GAC过滤器,以保持在DBP限制之下。这种有限的操作延长了GAC床的使用寿命。GAC过滤器能够处理植物的部分流动,并且其处理过的水与过滤水混合。这减少了流向GAC容器的流量并延长了GAC的使用寿命。

持续监控GAC设施的污水可确保系统优化GAC使用。每周采样的每个GAC过滤器上的监控点确定每个过滤器何时接近耗尽。CCMWA跟踪碳能够处理多少TOC。一旦碳流失至通过工厂的TOC去除30%,它将被送回再生。

通常,Pherson说,在GAC正常运营的五个月赛季结束时,碳将耗尽,并且每年只能重新激活一次。这些容器可以单独打开和关闭,这为工厂操作员提供了确定夏季使用碳量的灵活性。

对于它的交换,CCMWA使用定制的市政再激活(CMR)碳。在此过程中,废弃的活性炭从过滤器中移除并运输到GAC制造商的NSF认证的专用饮用再生设施之一,在那里它在高温下热再活化。制造商拥有一个专门的NSF认可的再激活工厂。在重新激活过程中,GAC捕获的有机化合物在经受高温时会被破坏,同时将GAC恢复到可用状态。与使用原始碳相比,这为客户节省了成本。再生/再循环过程对环境也更好,与原始活性炭的制造相比,二氧化碳足迹减少。

然后将重新激活的碳以及少量的原始化妆品GAC返回CCMWA,以便在其Wyckoff工厂重复使用。与每年更换原始GAC相比,定制重新激活可使CCMWA节省约30%的使用活性炭成本。

 

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