预氧化工艺的研究和比较

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ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆＴＨＭＦＰａｎｄＨＡＡＦＰｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｗｈｅｎｏｚｏｎｅｄｏｓｅｗａｓ１．５ｍｇ／Ｌ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｚｏｎｅｄｏｓｅｓ，ＴＨＭＦＰｒｅｄｕｃｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｗｈｅｎｔｈｅｏｚｏｎｅｄｏｓｅｗｓａ１．５ｍｇ几，ｔｈｅ
１．１我国水资源现状及水源水质
１．１．１我国水资源状况
我国的淡水资源并不丰富，人均占有２３００立方米，不足世界人均水平值
的１／４，居世界第１１０位，被列为世界１３个水资源严重缺乏的国家之一。此
外，我国人口每年净增约１５００万，经济和消费水平几年翻一番，对水量需求
越来越大。在全国６００多座城市中有３００多座城市缺水，较严重的有１１０多座，不同程度地影响城市工业和居民的生活［［ｌ１
１．１．２我国水资源污染情况
我国水资源污染状况十分严峻，国家环境保护总局２００２年发布年度《中国环境状况公报》指出：我国的主要河流有机污染普遍，水源污染日益突出。１、主要水系七大水系干流及主要一级支流的１９９个国控断面中，ＩＩＩＩ类水质断面占４６．３％，Ｎ．Ｖ类水质断面占２６．１，劣Ｖ类水质断面占２７．６％。七大水系污染程度由重到轻依次为：海河、辽河、黄河、淮河、松花江、珠江、长江。七大水系主要污染指标是石油类、生化需氧量、氨氮、高锰酸盐
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
化学预氧化是通过在给水处理工艺前端投加氧化剂强化其处理效果的一类
预处理措施。化学预氧化的目的主要分为以下几个方面：１）去除微量有机污染物：２）除藻；３）除嗅味；４）控制氯化消毒副产物；５）氧化助凝；６）去除铁锰。本文首先通过中试试验，系统地研究和比较了臭氧、高锰酸盐复合药剂、
Ｍｎ．
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｒｏｕｇｈｐｉｌｏｔ－ｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｌｇａｅｒｅｍｏｖａｌｂｙｐｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｗｉｔｈｏｚｏｎｅ，ＰＰＣ，ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｉｔｗｓａｆｏｕｎｄｔｈａｔｅａｃｈｐｒｅｏｘｉｄａｎｔｈａｄｓｏｍｅｐｏｓｉｔｉｖｅｅｆｅｃｔｓｏｎｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｏｘｉｄａｎｔｓａｎｄｄｉｆｅｒｅｎｔｄｏｓｅｓ，ｔｈｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｅｎｈａｎｃｅｄｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；ａｌｇａｅｒｅｍｏｖａｌ；ＴＨＭＦＰ
ＩＩ－
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
第１章绪论
ｅｆｅｃｔｓｏｆｅｎｈａｎｃｅｄｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｌｇａｅｒｅｍｏｖａｌｂｅｈａｖｅｄｄｉｆｅｒｅｎｔｌｙ．Ａｍｏｎｇｔｈｅ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｏｘｉｄａｎｔｓ，ｔｈｅＡＯＰｏｚｏｎｅ／ｐｅｒｏｘｉｄｅｈａｄｔｈｅｂｅｓｔｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｎｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，
Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅＡＯＣｖａｒｉａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｏｚｏｎｅｄｏｓｅｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔｗａｓ
趋势相似，都需要增加深度处理工艺才能得到有效控制。
对处理过程中可同化有机碳（ＡｓｓｉｍｉｌａｂｌｅＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ，ＡＯＣ）的变化规
律进行了研究，结果表明，随着预臭氧投量的增加ＡＯＣ不断卜升，因此对于ＡＯＣ的有效控制，也需要增加深度处理工艺。Ａｍｅｓ实验结果表明，预臭氧的投加并不能改变水的致突变性，臭氧活性炭工艺可以明显降低出水的ＭＲ值，改善水质。
及预臭氧投量为１．５ｍｇ／Ｌ时，中试系统各处理阶段ＴＨＭＦＰ，卤乙酸生成势
（ＨＡＡＦＰ）的变化情况。结果表明，随着预臭氧投量的增加，ＴＨＭＦＰ不断下
降；预臭氧投量为１．５ｍｇ／Ｌ时，中试流程各处理阶段ＴＨＭＦＰ和ＨＡＡＦＰ变化
指数、挥发酚和汞等［２１
２、湖泊和水库大型淡水湖泊氮、磷污染较重，导致富营养化问题突
出。２００２年度城市内湖水质较差，除北京昆明湖水质达到ＩＩＩ类水质外，杭州西
湖、武汉东湖和济南大明湖水质均为劣Ｖ类。大型水库中，抚顺大伙房水库、天津于桥水库为Ｖ类；青岛唠山水库和烟台门楼水库污染较重，水质为劣Ｖ类［［３１３、地下水全国大部分城市和地区地下水受到一定程度的点源或面源污染，部分指标超标。污染区主要分布在人口密集和工业化程度较高的城市中心
ｆｏｕｎｄｔｈａｔｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｚｏｎｅｄｏｓｅｓ，ＴＨＭＦＰｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ．ＡＯＣｃａｎｂｅ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｓｌｏｎｇｓｔａｈｅａｄｖａｎｃｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｕｓｅｄ．
Ａｍｅｓｔｅｓｔｗｓａａｌｓｏｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｐｒｅｏｚｏｎａｔｉｏｎｃａｎｎｏｔｃｈａｎｇｅｄｔｈｅｍｕｔａｇｅｎｉｃｉｔｙ．Ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｄｔｅｒａｔｍｅｎｔｒｅｓｏｌｖｅｄｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ
ＴＨＭＦＰａｎｄＨＡＡＦＰｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｉｍｉｌａｒ．ＴＨＭＦＰａｎｄＨＡＡＦＰｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｓｌｏｎｇａｓｔｈｅａｄｖａｎｃｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｕｓｅｄ．
ａｎｄＰＰＣａｌｓｏｈａｄｏｂｖｉｏｕｓｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｎｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｌｇａｅｒｅｍｏｖａｌＩｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅＴＨＭＦＰｖａｒｉａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｏｚｏｎｅｄｏｓｅｓｗａｓ
Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｐｒｏｖｉｄｅｄｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｃｎｅｃｓｆｏｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｐｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｎｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ．
以上研究结果为预氧化工艺的理论和实际应用提供了一定的基础数据。关键词预氧化：助凝：除藻；ＴＨＭＦＰ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｐｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ａｓａｐｒｅ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｂｙａｄｄｉｎｇｐｒｅｏｘｉｄａｎｔｓｉｎｔｈｅｒｆｏｎｔｏｆｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｒａｉｎ．Ｔｈｅ
ｐｕｒｐｏｓｅｓｏｆｐｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１）ｔｏｒｅｍｏｖｅｏｒｍｉｎｉｍｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｓ；２）ｔｏｒｅｍｏｖｅａｌｇａｅｓ；３）ｔｏｃｏｎｔｒｏｌｕｎｃｏｍｆｏｔｒａｂｌｅｔｓａｔｅｓａｎｄｏｄｏｒｓ；４）ｔｏｃｏｎｔｒｏｌｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎＤＢＰｓ；５）ｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ勿ｏｘｉｄａｔｉｏｎ；６）ｔｏｒｅｍｏｖｅＦｅａｎｄ
过氧化氢及它们的组合预氧化工艺助凝和除藻效果。结果表明，不同预氧化剂均能表现出一定的助凝和除藻作用；氧化剂的种类和投量不同，取得的助凝和
除藻效果也不同；各种预氧化剂中，单就助凝效果来说，高级氧化工艺０３／ＨＺＯＺ效果最好，高锰酸盐也能取得较好的效果。本文还研究了不同预臭氧投量对三氯甲烷生成势（ＴＨＭＦＰ）的影响，以