高锰酸钾和预臭氧强化常规处理工艺_王晓昌
预臭氧+MBR+后臭氧工艺在焦化园区污水厂改造中的应用
预臭氧+MBR+后臭氧工艺在焦化园区污水厂改造中的应用预臭氧+MBR+后臭氧工艺在焦化园区污水处理厂改造中的应用一、引言焦化园区是我国重要的能源基地,但其生产过程中产生的大量污水对环境造成了严重的污染。
为解决焦化园区污水厂处理效果不理想的问题,预臭氧+MBR+后臭氧工艺被引入焦化园区污水厂的改造中。
本文旨在介绍该工艺的原理及在焦化园区污水厂改造中的应用效果。
二、预臭氧+MBR+后臭氧工艺原理1. 预臭氧预臭氧是将臭氧引入进流水中进行预处理的过程。
预臭氧可以高效地去除水中胶体物质和重金属等有机物,杀灭水中的微生物,提高水体的可生物性。
2. MBR技术MBR技术是将生物处理和膜分离相结合的处理工艺。
在MBR工艺中,通过微生物的作用,将污水中的有机物和氮、磷等进行去除,同时通过膜分离技术,可以高效地过滤出清澈的水,有效地阻止微生物的进一步生长和滞留。
3. 后臭氧后臭氧是将臭氧引入出流水中进行进一步处理的过程。
后臭氧能进一步去除水中残留的有机物和微生物,提高水质的卫生指标。
三、预臭氧+MBR+后臭氧工艺在焦化园区污水厂改造中的应用1. 性能提升通过引入预臭氧工艺,可以有效地改善原焦化园区污水厂的处理效果。
预臭氧可以高效地去除污水中的胶体物质和重金属,减少其对MBR生物处理过程的负担,从而提高MBR系统的降解能力和出水水质。
2. 减少化学药剂的使用预臭氧工艺在去除水中有机物和微生物方面的效果明显,可以有效地减少后续处理中对化学药剂的需求,降低了操作成本,减少了环境中的化学物质排放。
3. 减少臭味和污泥产生臭氧具有较强的氧化性能,引入后臭氧工艺可以进一步去除水中的臭味物质和有机物,减少污泥的产生。
同时,MBR工艺中使用的膜分离技术可以高效地集成微生物和固液分离过程,使得污泥的生成量减少,降低了处理厂的污泥处理成本。
4. 运维简便MBR技术结合膜分离和生物处理的特点,使得系统的运行更加稳定可靠。
同时,预臭氧和后臭氧的引入并不会对MBR系统的运行产生较大的影响,不需要对现有的处理系统进行大规模的改造,运维工作相对较为简便。
高锰酸钾预氧化辅助氯消毒工艺处理黄浦江原水
高锰酸钾预氧化辅助氯消毒工艺处理黄浦江原水
王弘宇;马放;杨开;周刚;张大义
【期刊名称】《环境科学与技术》
【年(卷),期】2007(30)3
【摘要】目前国内大部分净水处理厂都是采用预加氯消毒工艺,但在预氯化的过程中易生成致癌、致畸、致突变的“三致”物质,降低了出厂水的安全性。
文章以上海石化水厂微污染水源水为对象,针对折点预加氯工艺的不足,研究了采用高锰酸钾预氧化作为辅助手段的消毒效果。
试验结果表明,高锰酸钾预氧化辅助氯消毒工艺比单独预氯化具有更好的处理效果,并能有效保障饮用水的生物安全性。
最后对其进行了经济效益分析。
【总页数】3页(P90-91)
【关键词】预氯化;高锰酸钾预氧化;微污染原水;消毒;饮用水
【作者】王弘宇;马放;杨开;周刚;张大义
【作者单位】武汉大学土木建筑工程学院;哈尔滨工业大学市政环境工程学院;湖北孝感市城市规划设计院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.二氧化氯和高锰酸钾组合预氧化工艺在原水除铁除锰中的应用 [J], 王亮
2.不同预氧化剂对黄浦江原水氯(胺)化DBPs生成潜能的影响 [J], 田富箱;徐斌;秦
朗;荣蓉;张天阳;朱贺振;林琳
3.五种预氧化工艺处理污染原水的消毒性能比较 [J], 李星;杨艳玲;张岩;李圭白;刘锐平;何文杰;韩宏大
4.高锰酸钾预氧化/混凝/微滤工艺处理黄浦江源水 [J], 胡红梅;董秉直;宋亚丽;杨瑜芳;常春
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强化常规给水处理工艺研究述要
【臭氧预氧化技术】臭氧自年被发现具有很强地氧化性之后,就得到了广泛地研究和应用,尤其是在水处理领域.早在年荷兰就使用臭氧进行消毒,年法国开始使用臭氧对饮用水进行消毒,到世纪年代末臭氧开始用于饮用水原水预氧化,发展到今天臭氧预氧化用于水处理过程已是比较成熟地技术,但在使用过程中仍存在很多问题,且单独氧化处理效果不是十分理想,仍需同其它工艺进行结合,以体现其优势.通常臭氧作用于水中污染物有两种途径,一种是直接氧化,即臭氧分子和水中地污染物直接作用.这个过程臭氧能氧化水中地一些大分子天然有机物,如腐殖酸、富里酸等;同时也能氧化一些挥发性有机污染物和一些无机污染物,如铁、锰离子.直接氧化通常具有一定选择性,即臭氧分子只能和水中含有不饱和键地有机污染物或金属离子作用.另一种途径是间接氧化,臭氧部分分解产生羟基自由基和水中有机物作用,间接氧化具有非选择性,能够和多种污染物反应.臭氧地强氧化性决定其与水中地污染物作用后可获得不同地处理效果,因此使用臭氧预氧化地目地依水质而异,也与使用情况有关.研究表明,臭氧预氧化对水质地综合作用结果取决于臭氧投量、氧化条件、原水地值和碱度以及水中共存有机物与无机物种类和浓度等一系列影响因素.首先,臭氧预氧化可破坏水中有机物地不饱和键,使有机物地分子量降低,可溶解性有机物地浓度升高,具体表现为和地浓度升高,从而提高有机物地可生化性,但实验表明部分氧化中间产物具有一定地致突变活性,需要提高臭氧投量来降低这些产物地毒性活性,此外臭氧也会将氨氧化成硝酸盐,但中性条件下氧化速度极慢,控制溶液地值可以提高反应速度.其次,对于具有较高硬度和较低地原水,通常在含量为左右、硬度与比值大于时、低地臭氧投量(~)等条件下可起到助凝作用,提高混凝效果,但由于臭氧预氧化会提高水中有机酸地浓度,而部分有机酸会与混凝剂中地铁、铝离子络合,从而使得滤后水中铁或铝地总浓度升高,故需对其采取一定措施进行处理,以达到国家制定地生活饮用水水质标准;此外,臭氧氧化能够灭活水中地一些致病微生物,如细菌、病毒、孢子等,也能够强化去除藻类物质及其代谢产物,进一步提高常规给水处理地除藻效果,并且还可去除水中含有不饱和键地嗅味物质.再者,对于氯化消毒副产物前质,臭氧预氧化可对其进行一定程度地破坏,或使之转化成副产物生成势相对较低地中间产物,但不可避免地也会升高一些其它物质地副产物生成势,同时产生一些臭氧副产物.实验表明,当水中溴离子浓度高时,采用臭氧预氧化工艺地水厂出水溴酸盐浓度普遍升高,臭氧氧化可将原水中地溴离子氧化成溴酸盐和次溴酸盐,溴酸盐本身具有致癌作用,而次溴酸盐与氯化消毒副产物前质作用,会生成毒性更强地溴代三氯甲烷,对人类造成更大地威胁.一些欧美发达国家,已经开始对溴酸盐生成量进行限定,年世界卫生组织规定溴酸盐最大允许浓度为,美国环保局则将其最大允许浓度限定为.上述作用结果表明,单纯使用臭氧氧化,出水水质并不十分理想,特别是对于氨氮地去除以及出水生物稳定性控制等,因此必须将臭氧预氧化与其它水处理工艺结合起来,如滤后采用活性炭吸附,或发展臭氧预氧化与生物活性炭联用技术,以进一步强化处理效果.虽然臭氧具有比较强地氧化性,但是其设备投资大、运行费用高,即使在发达国家,臭氧仍是一种昂贵地水处理技术.我国关于臭氧预氧化方面已经进行了多年地研究工作,但目前此工艺在水厂中地应用仍十分有限.结合我国水源污染状况,研究经济有效可行地除污染技术是十分必要地,基于此种考虑,我们开发了高锰酸盐预氧化除污染技术.【高锰酸盐复合药剂预氧化技术】高锰酸钾最初地应用主要是消毒、除铁、除锰、除嗅味以及水中有机物含量地检测上,前人对与水中微量污染物作用方面地工作研究很少,并且多数实验是以人工配制地溶液为目标物,研究酸性条件下高锰酸钾地作用效果,因此研究具有一定地局限性,为进一步了解高锰酸钾地氧化性质,哈尔滨工业大学于始开展了高锰酸钾去除饮用水中污染物地研究工作,并提出了高锰酸钾预氧化除污染技术,经过十几年地研究,在去除天然水中微量有机物、控制卤仿和致突变物质,以及氧化助凝等方面取得了一系列进展,并在生产中得到推广和应用,同时系统地分析了高锰酸钾除污染地作用效能与机理,为进一步奠定研究高锰酸盐复合药剂提供了理论基础.高锰酸盐复合药剂是在对高锰酸钾进行了大量地研究基础上研制得出地,该药剂主要是以高锰酸钾为核心、由多种组分复合而成,其充分利用了高锰酸钾与复合药剂中其它组分地协同作用,促进具有很强氧化能力且利于除污染地中间价态介稳产物和具有很强吸附能力地新生态水合二氧化锰地形成,将氧化和吸附有机地结合起来,强化去除水中地有机污染物、强化除藻、除嗅味、除色、降低三氯甲烷生成势和水地致突变活性等等,从很大程度上提高了高锰酸钾对水中污染物地去除率.为更加深入地研究高锰酸盐复合药剂地除污染效能,笔者利用此药剂对我国污染较重地若干典型受污染饮用水源,如松花江水、黄河中游水库水、巢湖水、太湖水、嫩江水等,展开了系统地研究工作.研究表明,使用高锰酸盐复合药剂对实际水样进行预氧化处理,可显著地去除水中多种有机污染物;并且与其它预处理工艺进行对比发现,复合药剂对有机污染物地去除效果要明显优于单独高锰酸钾预氧化,也远优于单纯聚合氯化铝或预氯化工艺;进一步研究表明,采用复合药剂预氧化代替预氯化,能够强化去除藻类以及难去除地嗅味物质,从很大程度上改善混凝处理效果,降低滤后水色度和浊度,对于预氯化处理过程出现地副产物问题,复合药剂预氧化能起到一定程度地控制作用,且能够提高对氯化消毒副产物前质和致突变物质地去除效果,显著降低三氯甲烷地生成势和水地致突变活性,同时使用预氧化也不存在臭氧预氧化出现地溴酸盐副产物问题;对水中存在地少量重金属,投量在时,去除率便可达到%以上,对微量铅可达%去除;此外,考虑到使用高锰酸盐复合药剂进行预氧化,向水中投加一定量地高价态锰,是否会使水中总锰浓度增加,笔者考察了复合药剂投量、氧化时间及值等对预氧化工艺中总锰浓度地影响,结果表明,高锰酸盐复合药剂中地主剂在氧化过程中被还原为胶体二氧化锰,在混凝剂地作用下会形成密实絮体,可通过沉淀与过滤进行分离,通常给水处理条件与高锰酸盐投量范围内,可以保证较低地滤后水剩余锰浓度,满足国家生活饮用水卫生标准.上述研究结果表明,高锰酸盐复合药剂对于受污染地饮用水源,具有一定地处理能力,可以从多方面强化提高处理出水效果,但单纯使用,对水中氨氮地去除表现出一定地局限性.使用生物活性炭技术处理饮用水中地可溶性有机碳与氨氮问题,是一种公认地较为有效地方法,大量地文献表明,臭氧氧化生物活性炭联用技术可以达到较为理想地处理效果.基于此,笔者以淮河流域水为对象,研究了高锰酸盐预氧化与生物活性炭联用地处理效果.实验结果表明,预氧化能够明显改善生物活性炭地处理效果:水中与地去除率可提高%以上,氨氮地去除率可提高%,亚硝酸盐氮地去除率也可提高%以上;同时对比了预氧化联用与预氧化联用地处理效果,发现后者出水和氨氮浓度均低于前者,两种处理工艺地出水均可达到国家现行地饮水标准.可见,使用高锰酸盐复合药剂进行化学预处理,能够显著强化常规处理出水水质,并且处理工艺不需要增加过多地设备,易于投加运行管理,特别适于改善目前水厂地处理效果,因而具有较大地应用潜力. 【臭氧氧化和高级氧化技术】臭氧氧化及臭氧活性炭联用技术在杀藻、除臭、除色、控制氯化消毒副产物等方面有一定地优势.水中大量存在地天然有机物()是氯化消毒副产物地主要来源,臭氧氧化导致低分子量部分地增加和高分子量部分地减少,这些新生成地低分子量化合物能较好地吸附在活性炭上,但是臭氧氧化增加了有机化合物地极性而导致在活性炭上地吸附性能降低.另一方面,由于臭氧氧化提高了可生物降解性,在最后消毒步骤之前采用联用方法能够很有效地降低水中溶解性有机碳()地含量.但是臭氧对于难降解物质( )地去除率低,对有机物地氧化很难达到完全矿化地程度,生成地小分子物质在后续工艺中易形成一些副产物;同时含溴水臭氧氧化后溴酸盐地生成及臭氧利用率不高等问题也比较突出.随着水体有机污染地日益严重和水质标准地不断提高,高级氧化技术( , )研究进展迅速并在水处理中得到应用.高级氧化技术是指利用反应中产生地强氧化性地羟基自由基(·)作为主要氧化剂氧化分解和矿化水中有机物地氧化方法.高级氧化技术通常包括以下工艺:,,催化剂(),,,(),,,.与其它氧化方法相比,高级氧化技术有如下特点:产生大量非常活泼地羟基自由基(·),并诱发链反应;·无选择性地与水中有机污染物反应,将其矿化;·具有很高地反应活性,它可与大多数有机物无选择性地反应( );反应条件要求不高,一般在常温常压下即可进行;高级氧化既可作为单独地处理单元,又可与其它工艺联用;可根据水质特点选择某种适宜地高级氧化方式.对于饮用水处理而言,高级氧化技术通常用于去除臭氧难于氧化地有机物,如农药、洗涤剂、芳香性物质(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)和卤代烃类(三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯)等,它可以去除有机物地浓度大至几百,小至几个.由于它具有以上特点,故被人们称为“世纪地水处理工艺”.在各种高级氧化技术中,臭氧催化氧化技术日益受到人们地关注.按催化剂地相态分,臭氧催化氧化可分为均相催化氧化和多相催化氧化两类.臭氧催化氧化地发展始于均相氧化,即向水溶液中加入金属离子以强化臭氧地氧化反应;随后出现了以金属氧化物或附着于载体上地金属金属氧化物为催化剂地多相催化氧化.由于加入地催化剂或氧化剂不易回收,运行维护费用较高,均相催化剂不便于实际应用;而多相催化氧化地固体催化剂易于与水分离,便于以现行臭氧氧化工艺为基础改造,是臭氧催化氧化地发展方向.在实验中,臭氧催化氧化对各类有机物有很好地去除效果. 等人证明,与臭氧单独氧化相比,在催化剂(Ⅲ)存在时,使得苯酚地臭氧化中地去除增加,及促进甲酸和马来酸地臭氧化.和研究了针铁矿存在时氯苯地臭氧化,发现臭氧催化氧化比单独臭氧化更有效.和,等人观察到存在时,苯和二氧杂环乙烷地水溶液臭氧化时被矿化.我们地研究工作证明,与单独臭氧化相比,臭氧化阿特拉津时少量(Ⅱ)地存在生成了导致阿特拉津降解量地增加.等人报道酸性时,促进地草酸臭氧化有很大提高.等人指出,金属地混合对于亲水化合物地氧化很有效,而对疏水化合物地效率很低.对于臭氧催化氧化地机理,有如下三种假设.臭氧化学吸附在催化剂表面,生成活性物质后与溶液中地有机物反应;有机物分子化学吸附在催化剂表面,进一步与气相或液相臭氧反应;臭氧和有机物分子同时产生化学吸附,随后二者发生反应.虽然臭氧催化氧化在实验室中取得了较好地效果,但是实际应用并不多见.我们在前期地工作中已有和地高级氧化工程应用于生产中,实践证明,经过臭氧催化氧化工艺,水地降低、试验显示致突变活性下降.从在水处理工艺中地应用角度来看,臭氧催化氧化有以下优点:①能够显著地降低水中农药、内分泌干扰物质、致突变物质地浓度,除嗅除味;②充分地利用剩余臭氧,强化分解水中有机物,降低尾气中臭氧含量;③提高臭氧转移效率;④降低臭氧投量;⑤既适合现有水厂改造(改造接触池)、也适合新水厂建设(建催化氧化池).但是仍有一些问题值得注意:①若水中含有大量自由基捕获剂(、、、等)将降低羟基自由基地作用;②羟基自由基会与水中天然有机物反应,从而减少其对其它难氧化物质地去除;③催化剂地选择与污染物地性质密切相关,需通过实验选取最适合地催化剂.【展望】()我国饮用水源受污染率较高,由于污水处理率很低,非点源地污染日益突出,可能将成为主要污染源,因此在相当长时期内,强化受污染水地处理将会是给水处理地主要问题.()加强对水资源保护地同时,增加受污染水处理地研究力度,提高饮用水水质;采用多级屏障地思想,在强化混凝、沉淀、过滤、消毒地同时,利用化学、生物、吸附等过程强化水质净化,从全过程控制水质.。
臭氧处理的副产物_王晓昌
王 晓 昌
[ 提要] 本文综合论述了臭氧处理过程中氧化副产物生成的问题 。 对臭氧的反应特性 和副产物的生成途径 , 以及几类主要副产物的化学性质和健康毒性进行了讨论 。 [ 关键词] 臭氧处理 副产物 有机化合物 氧化
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近年来 , 臭氧在自来水的深度处理中越来 越广泛地得到应用 , 如臭氧消毒 、臭氧去除水的 异臭味 、 臭氧与生物处理结合去除三卤甲烷前 驱物质等等 。 臭氧是一种强氧化剂 , 能使水中 的有机物 、 无机物发生氧化 。 但许多研究表明 , 水中以腐殖酸为代表的自然有机物一般不能被 臭氧彻底氧化生成简单的无机物 , 而主要是在 臭氧的作用下有机物性质发生改变 ;大分子量 有机物在某些结合部位断裂 , 成为分子量较小 的有机物 ; 含氧量小的有机官能团氧化成含氧 量多的官能团 ; 非饱和键转化为饱和键从而使 有机物的生化降解性提高 。 这些作用往往又错 综复杂 , 不可能用简单的化学方程式来描述 。 对于同样的原水 , 臭氧浓度和反应条件不同 , 生 成物的性状也不同 , 因此有些学者认为臭氧氧 化没有最终产物 , 只有中间产物 。 某些产物对 人体健康会产生不良影响 , 越来越引起人们的 重视 , 这就引出了臭氧处理研究中一个不容忽 视的问题 — — —臭氧处理的副产物 。 1. 臭氧的反应特性和副产物的生成途径 溶解于水中的 臭氧在酸性条件 下比较稳 定 , 但当 pH 或水温升高时 , 臭氧会发生分解 。 臭氧 的分 解过程 是一 个自 由基 连锁 反应 ( Radical Chain React ion) , 可以用图 1 所示的 SBH 模式来概括
[ 5] -
溴离子与氨氮共存的条件下会发生下列反 应: H BrO +NH 3 ※NH 2Br +H2 O NH 2 Br +3O3 ※ NO
超声波-曝气协同高锰酸钾处理微污染水
超声波-曝气协同高锰酸钾处理微污染水赵玉华;傅金祥;王晓丹【期刊名称】《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2007(023)001【摘要】目的探索超声波、曝气对高锰酸钾协同氧化水中有机物的作用和协同混凝作用.方法采用4种方法:超声波曝气协同高锰酸钾作用、单纯超声波作用、单纯高锰酸钾作用、超声波协同高锰酸钾作用,进行氧化、混凝沉淀的对比静态试验处理低温微污染水.结果超声波曝气协同高锰酸钾氧化和混凝去除有机物效果最好,氧化去除率16.90%,氧化混凝总去除率达48.82%.以浊度和色度去除效果表示的助凝效果,超声波曝气协同高锰酸钾的作用低于高锰酸钾单独氧化.结论超声波曝气协同高锰酸钾氧化处理微污染水,可有效提高有机物去除效果.与单纯混凝比较,超声波曝气协同高锰酸钾氧化处理,可有效提高浊度和色度的去除效果,但与单纯用高锰酸钾氧化比较,由于超声波作用削弱了高锰酸钾的协同混凝作用,浊度和色度的去除效果有所下降.【总页数】4页(P105-108)【作者】赵玉华;傅金祥;王晓丹【作者单位】沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168【正文语种】中文【中图分类】TU991.2【相关文献】1.高锰酸钾复合盐预氧化处理微污染水源水试验 [J], 肖雨亮;高乃云;谈超群;许亚群;戴琦;宗静2.赣南某水库微污染水高锰酸钾预氧化处理试验 [J], 严群;韩冬雪;徐晶;唐美香3.赣南某水库微污染水高锰酸钾预氧化处理试验 [J], 严群;韩冬雪;徐晶;唐美香;4.高锰酸钾、次氯酸钠复合预氧化与常规处理工艺联用处理微污染水源水的中试研究 [J], 杨涛5.高锰酸钾和锰砂协同处理微污染水的实验研究 [J], 刘海刚;王三反;唐玉霖因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
(童承乾作业)高级氧化预处理对于腐殖酸原水中残余铝控制翻译
高腐殖酸水净化过程中高级氧化预处理对残余铝控制上的影响王文东,李华,丁珍珍,王晓昌摘要:由于在饮用水净化过程中产生了消毒副产物和高浓度的残余铝,腐殖酸物质是自然水体中有机物质的主要组成部分,由此而引起了广泛的关注。
本文分析了高级氧化预处理过程对于残余铝的控制的影响,高级氧化经常被用于可溶解性有机物质。
结果表明,腐殖酸的存在明显增加了残留铝浓度。
在含有15mg/l腐殖酸的原水中,处理水中可溶性铝和总铝的浓度接近添加的铝的量。
增加混凝投药从12到120 mg / L,总铝的浓度会控制在0.2mg / l 以下。
与臭氧化、氯化、或高锰酸钾氧化预处理单元结合的净化系统几乎对残余铝控制没有影响;而紫外线辐射会明显降低铝浓度。
和臭氧化结合,紫外线辐射的影响会增强。
原水中含15 mg原水与15 mg / L的腐殖酸L的腐殖酸时的最佳剂量为0.5mgO3/ mg C和3小时紫外线照射。
在紫外线辐射作用下,腐殖酸分子间作用力和其中的键会被破;吸附点也随着照射时间的增大而增多,这可以促进腐殖酸对于聚合铝和氢氧化铝沉淀的吸收。
这项工作为腐殖酸水净化中残余铝的控制提供了一种新的解决方案。
关键词:高级氧化预处理;饮用水;腐植酸;残余铝;水净化前言铝盐作为混凝剂被广泛应用在饮用水处理中。
尽管它在去除水中浊度上有一定效果,但是以铝盐混凝剂会导致残余铝浓度的增大。
有报道显示混凝中加入的铝盐有11%会留在处理后的水中,另外通过调查380座水厂发现总铝的浓度在0.003~1.6mg/ L的范围内变化。
中国,美国,欧洲也有相关研究报道显示用铝盐作为混凝剂的饮用水处理后铝残余量明显很高,特别是在水中含有可溶性的有机物的时候。
处理水中铝的存在是我们处理过程不希望得到的结果,并且这会导致一系列供水问题的出现。
铝絮凝颗粒以及沉淀物会通过保护微有机物对消毒效果造成影响。
管网中铝的沉积也会减小供水能力,甚至缩小铝的涂层,最终引起明显的管网压降。
高锰酸盐 臭氧复合预氧化技术试验研究
p r o d u c t s c o n t r o l . C o m p a r i s o n b e t w e e n t h e C P O ( 0 3 = 0 . 6 m g I L , K M n O 4 = 0 . 4 m g / L )
a n d p r e - o z o n a t i o n s h o w e d t h a t :
- I I I -
第I 章 绪论
第1 章 绪论
1 . 1 饮用水水源与水污染
位置,水
资源和水源污染己 经成为当 今世界最重大的资源环境问题,世界各国都把水当 作为一种宝贵的资源去研究、开发、利用和保护「 , , 。随着人类的进步, 科学的 发展,生活饮用水和工业生产用水量日益增大,水的供需矛盾愈来愈大,出现 了 全球性的水资源危机,同时,由于工业废水的大量不达标排放造成的水污染 问题也日趋严重,水资源短缺和水源污染己经成为当今世界最严重的环境资源
o x i d a n t s , c o n t a c t p e r i o d a r e i m p o t r a n t c o n t r o l - f a c t o r s o f d e v i s i n g p a r a m e t e r s f o r
够:
( 1 )促进混凝沉淀对消毒副产物前质的去除,总去除率 ( 预氧化加混 凝沉淀)达到 3 1 . 9 % ( H A A F P )和 1 7 . 3 % ( T H M F P ) ,略高于单独臭氧预氧化的
3 1 . 1 % ( H A A F P )和 1 5 . 6 % ( T H M F P ) ;
c on t a c t r e a c t o r .
原水预臭氧化对常规处理工艺的影响
原水预臭氧化对常规处理工艺的影响
代荣;许阳
【期刊名称】《中国给水排水》
【年(卷),期】2006(22)10
【摘要】杭州南星水厂的原水经预臭氧处理后,砂滤池除铁、锰作用得以加强并发挥了生物除氨氮作用,但反冲时滤砂难以洗净,池壁还滋生了青苔;混凝效果得到强化,矾耗降低。
通过生产性试验分析了原水预臭氧化对常规工艺的不利影响,认为原水由预氯化变为预臭氧化后,生物砂滤池宜改为气水反冲洗方式,斜管沉淀池和滤池宜采用遮阳方法防止池内滋生藻类,另外从成本方面考虑,用投加臭氧来降低矾耗是不经济的。
【总页数】4页(P57-60)
【关键词】南星水厂;预臭氧;常规处理
【作者】代荣;许阳
【作者单位】杭州市水业集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.2
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1.用生物接触氧化预处理与常规工艺净化受污染原水 [J], 张东;许建华;刘辉
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5.高锰酸钾预氧化辅助氯消毒工艺处理黄浦江原水 [J], 王弘宇;马放;杨开;周刚;张大义
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环$境$工$程
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预臭氧 !常规处理工艺去除 V‘#,&"#G5>_效果及 两者相关性分析!
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预臭氧化去除水中有机物效果及其生物稳定性
预臭氧化去除水中有机物效果及其生物稳定性张红专;张永明;高乃云;张新华;梁晓天【摘要】以黄浦江上游水源为原水,采用运行水量各为1 m3·h-1的两套中试设备,通过在饮用水常规处理工艺前预加臭氧氧化和预加氯氧化平行对比试验,测定了CODMn、UV254、TOC三种表示有机物含量的替代参数和生物可同化有机碳AOC,研究了预臭氧化工艺对水中有机物的去除效果,并对预臭氧化水的生物稳定性进行了分析评价,发现:在原水CODMn为5.56~6.50 mg·L-1情况下,预臭氧化工艺对CODMn的去除率比预氯化工艺提高2.5%,对UV254的去除率比预氯化工艺提高6%;两工艺对TOC的去除率均不高;预臭氧化工艺出水生物稳定性差,AOC明显大于预氯化工艺.【期刊名称】《上海师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(043)006【总页数】5页(P641-645)【关键词】臭氧;有机物;生物稳定性;饮用水;预处理;水处理【作者】张红专;张永明;高乃云;张新华;梁晓天【作者单位】上海师范大学建筑工程学院,上海201418;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;同济大学环境科学与工程学院,上海200092;上海师范大学建筑工程学院,上海201418;上海师范大学建筑工程学院,上海201418【正文语种】中文【中图分类】X5220 引言2009年中国环境状况公报[1]显示全国地表水污染依然较重.七大水系总体为轻度污染,204条河流409个国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类水质占57.3%,Ⅳ、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质占42.7%.全国城市90%以上水域受到污染,最突出的是有机物污染问题.水源水中的氨氮、COD、BOD、TOC等浓度高,溶解氧少,甚至消耗殆尽,某些污染严重的水体经常出现黑臭的严重情况.这些有机污染严重的水源作为给水水源,由于大量有机耗氧物质的存在,经常规的工艺处理后,难以达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)(以下简称《标准》)的要求(新增的有机物综合性指标——耗氧量指标是为了控制水中微量的有机物).因此,探求经济有效地降低和去除饮用水中微污染有机物的新饮用水处理方法,成为人们关注的焦点.臭氧具有很强的氧化能力,它可以通过破坏有机污染物的分子结构以达到改变污染物性质的目的,能去除水中的色、嗅、味、藻毒素等[2-6],并且不会像氯那样产生有害卤代化合物,因此目前饮用水预处理技术正逐渐推广使用臭氧氧化的方法,世界上已有1000多座水厂应用臭氧技术处理[7].我国自20世纪80年代起,对臭氧的研究逐渐增多,但针对不同的原水水质,其工艺参数、处理效果,以及预臭氧化处理后水的生物稳定性还需细致地试验研究.本试验以黄浦江上游水源为原水,采用中试设备,通过在饮用水常规处理工艺前预加臭氧氧化和预加氯氧化对比试验,研究预臭氧化工艺对水中有机物的去除效果,并对预臭氧化处理后水的生物稳定性进行分析.1 研究内容与试验方法1.1 试验装置与工艺流程试验装置与工艺流程见图1.原水经取样泵均分两路,采用平行的两工艺流程.在预臭氧化工艺(以下简称1#工艺)中,臭氧发生器以氧气为气源,采用无声放电法制备臭氧;接触柱为气水逆流式,气自下而上,水自上而下;曝气器为微孔钛板,孔径20 μm;接触柱有效水深为6 m,气水接触时间为11 min;臭氧投加量为1.23 mg·L-1左右.在预氯化工艺(以下简称2#工艺)中,于机械搅拌反应池入口端投加次氯酸钠,有效氯投加量为3.0 mg·L-1.图1 试验装置与工艺流程图1.2 试验条件与工艺参数预臭氧化工艺和预氯化工艺取用相同的原水,并采用以下相同的试验条件和工艺参数:(1) 运行水量为1 m3·h-1;(2) 混凝剂为液态聚合硫酸铝(PAS),投加量为42 mg·L-1;(3) 机械搅拌反应池依水流方向均分3档,各档速度梯度G值依次为60 s-1、31 s-1、15 s-1,反应时间15 min;(4) 斜管沉淀池为非标斜管沉淀池,斜管为正六边形蜂窝状,倾角为60°,池子的有效水深1.0 m,清水区实际上升流速为0.17 mm·s-1;(5) 滤池用有机玻璃加工而成,直径为40 cm;采用均质石英砂滤料,粒径0.8~1.0 mm,滤层高度为126 cm;(6) 滤速8~9 m·h-1,反冲洗周期为24 h,反冲洗强度为14~16 L·s-1·m-2,反冲洗时间5~6 min.1.3 研究内容与检测方法待预臭氧化和预氯化两工艺按上述试验条件稳定运行2 d后,在原水箱、臭氧接触氧化塔、1#工艺沉淀池、滤池、2#工艺沉淀池、滤池6个出口,按标准方法取样,然后分别进行检测分析,试验中还对1#工艺滤后水进行加氯消毒,有效氯投加量为2.0 mg/L,并保证接触30 min.由于有机物种类繁多,检测难度很大.本研究采用CODMn、UV254、TOC这3种替代参数表示有机物含量.CODMn的测定:采用酸性高锰酸钾滴定法;UV254的测定:采用紫外分光光度法;TOC的测定:采用TOC仪测定;AOC的测定:外送某环境工程设计研究院测定.2 试验结果与讨论2.1 预臭氧化对CODMn的去除CODMn是在一定条件下,以KMnO4为氧化剂,处理水样时所消耗的量.它常被作为评价水体受还原性物质污染的一项指标.这些还原性物质包括某些有机物和亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等无机物.由于在规定的条件下,水中有机物只能部分被氧化,所以CODMn不能作为反映水体中有机物总含量的指标,目前CODMn多用于污染不太严重的天然水和清水.试验结果见表1,由表1可见:由于原水CODMn较高,2#工艺滤后水平均值超出《标准》(CODMn<3 mg·L-1),1#工艺滤后水平均值已达标,预臭氧化工艺对CODMn的去除率为51.4%,比预氯化工艺提高2.5%.2.2 预臭氧化对UV254的去除UV254是非挥发性总有机碳和三卤甲烷前驱物的良好替代参数.常见紫外光谱波长范围为200~400 nm,即近紫外区.根据光谱分析的结果,一般的饱和有机物在近紫外区无吸收,含共轭双键或苯环的有机物在紫外区有明显的吸收或特征峰,含苯环的简单芳香族化合物的主要吸收波长在250~260 nm,多环芳烃吸收波长向紫外区长波方向偏移.总之,UV254不但与水中有机物总量(TOC或DOC)有关,而且与三卤甲烷的形成潜能(THMFP)有较好的相关性,此外还与色度等有关,因此UV254是了解水质特性的“窗口”.试验结果见图2,由图2可见,1#工艺对UV254去除率明显高于2#工艺,1#工艺对UV254的平均去除率为84.5%,比2#工艺提高了6%.表1 原水及两工艺滤后水CODMn测定结果及分析日期原水1# 滤2# 滤3.286.163.283.763.296.243.363.443.316.183.053.44.16.502.932.734.26.262.6 92.934.36.102.812.934.55.702.852.854.75.562.742.82平均值6.092.963.11总去除率(%)-51.448.9图2 两工艺对UV254的去除率对比图2.3 预臭氧化对TOC的去除TOC(总有机碳)是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标.由于TOC的测定采用燃烧法,能将有机物全部氧化,它比BOD、COD更能直接表示有机物的总量,因此TOC常被用来评价水体中有机物污染程度.检测与分析结果见表2,表中“1#滤消毒”为对1#工艺滤后水进行加氯消毒处理后的水样,加氯量为3 mg/L.由表2可看出:(1) 两工艺对TOC的总去除率都不高,这是因为常规混凝剂,尤其是铝系混凝剂,不利于臭氧氧化去除TOC;(2) 两工艺对TOC 的去除,主要由沉淀池承担,滤池对TOC的去除率极小;(3) 预臭氧化滤后水加氯消毒后,TOC浓度增加,说明加氯会引起新的有机物形成.表2 两工艺各取样点TOC浓度及去除效果分析项目原水氧化塔出水1#沉2#沉1#滤2#滤1#滤消毒TOC(mg/L)55.23.63.63.43.43.7去除率(%)--28285.65.6-总去除率(%)----3232-2.4 预臭氧化水中生物稳定性评价指标AOC生物可同化有机碳AOC(Assimilable Organic Carbon)表示饮用水中有机营养物的浓度,是饮用水生物稳定性的评价指标之一[8].AOC是微生物极易利用的基质,是有机物中最易被细菌吸收、直接同化成细菌体的部分,是生物可降解的溶解性有机碳的一部分.尽管AOC仅为饮用水中溶解性有机碳(DOC)的0.1%~9%,但它是细菌获得酶活性进而对有机物进行共代谢最为重要的基质,因此AOC的浓度与细菌的繁殖有着密切的关系[9].如果饮用水中有机营养物含量高,即AOC高,水质的生物稳定性就差,细菌就容易在水中生长,致病菌出现的可能性就会增强.AOC的测定方法最早是由荷兰的Van der Kooij提出的[10],测定所用的菌种是20世纪70年代末期从自来水中分离出来的荧光假单胞菌P17(Fluorescent Pseudomonas)和螺旋菌NOX(Spirillum),以乙酸钠作为标准基质,对生长到静止期的细菌进行平板计数.测定时,将待测水样分成2份,分别接种P17菌和NOX菌,培养计数并计算出AOC-P17和AOC-NOX,二者之和就是总AOC.因为1 μg·L-1的乙酸钠可产生1×104个·mL-1菌落,所以此方法具有很好的检出精度,最低检出浓度1 μg·L-1,这在目前最先进的TOC测定仪上也是难以实现的.因此,AOC不但具有明确的生物学意义,也是一种很好的生物-化学检测方法.分析结果见图3,检测报告见表3.从图3和表3可看出:(1)无论是接种P17菌还是NOX菌,培养计数结果均一致,1#工艺的沉淀池、滤池出水AOC均明显大于2#工艺,这一方面说明预臭氧化工艺出水生物稳定性差,可能在管网中滋生细菌,另一方面又反映了臭氧改变了水中有机物的特性,将一些大分子有机物氧化成易被微生物降解的小分子,加强了水中有机物的可生物降解性;(2)1#工艺沉淀池出水AOC明显高于原水AOC,而滤池出水AOC则大大减少,这说明在预臭氧化工艺流程中,沉淀阶段主要是臭氧将大分子有机物氧化成小分子,增加了生物可同化有机碳AOC的总量,而过滤阶段则能有效地去除AOC,滤池对沉淀池出水AOC的去除率达42.7%;(3)1#工艺滤后水加氯消毒处理后水样AOC最高,这说明预臭氧化工艺出水生物稳定性较差,因此预臭氧化工艺后续不适宜用加氯消毒的方法.图3 两工艺出水AOC对比图表3 各水样AOC测试结果报告取样点AOC—P17/(μg·L-1)AOC—NOX/(μg·L-1)总AOC/(μg·L-1)原水60832640臭氧化塔出水212282401#沉7881249122#沉19-4151#滤4191045232#滤92201123 结论(1) 在原水CODMn为5.56~6.50 mg·L-1情况下,预臭氧化工艺对CODMn的去除率为51.4%,比预氯化工艺提高2.5%.(2) 预臭氧化工艺对UV254的去除率为84.5%,比预氯化工艺提高了6%.(3) 预臭氧化工艺和预氯化工艺对TOC的去除率均不高,同为32%左右,且两工艺对TOC的去除,主要都由沉淀池承担,滤池对TOC的去除率较低,仅为沉淀池的1/5.(4) 预臭氧化工艺出水生物稳定性差,AOC明显大于预氯化工艺;沉淀阶段增加了AOC的总量,而过滤阶段则能有效地去除AOC,滤池对沉淀池出水AOC的去除率达42.7%;预臭氧化工艺后续不适宜用加氯消毒的方法.参考文献:[1] 国家环保总局.2009 中国环境状况公报[EB/OL].(2009-6-5)[2014-5-7].[2] GONG J L,LIU Y D,SUN X B.O3 and UV/O3 oxidation of organic constituents of biotreated municipal wastewater[J].WaterResearch,2008,42(4):1238-1244.[3] BERYL Z,SUSAN B W.Actinomycetes in relation to taste and odour in drinking water:Myths,tenets and truths[J].Water Res,2006,40(9):1741-1753.[4] ANDREAS P,VON G U.Oxidation kinetics of selected taste and odor compounds during ozonation of drinking water[J].Environ Sci Technol,2007,41(2):626-631.[5] RODRIGUEZ E,ONSTAD G D,KULL T P,et a1.Oxidative elimination of cyanotoxins:comparison of ozone,chlorine,chlorine dioxide and permanganate[J].Water Research,2007,41(15):3381-3393.[6] 王龙,李思敏,李艳平.臭氧组合工艺处理微污染水源水的试验研究[J].河北工程大学学报:自然科学版,2007,24(2):50-54.[7] GUNTEN U V.Ozonation of drinking water :partⅠ,oxidation kinetcs and product formation[J].Water Res,2003,37(5):1443-1467.[8] LIU W,WU H,WANG Z,et al.Investigation of assimilable organic carbon(AOC) and bacterial regrowth in drinking water distribution system[J].Water Res,2002,36(4):891-894.[9] CHANG D,PHILIP C S.The impact of ozonation particle stability and the removal of TOC and THM precursors[J].AWWA,1991,83(3):71-73.[10] VAN D K D,VISSER A,HIJNEN W.Determining the concentration of easily assimilable organic carbon in drinking water[J].Am Water Works Assoc,1982,74(10):540-545.。
臭氧高锰酸钾BAF工艺污水深度处理研究.
*城市水资源与水环境国家重点实验室开放基金资助项目资助(QA201013);吉林省科技发展计划应用基础研究项目资助(20090599);吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目资助(吉教科合字[2012]第95号);吉林省科技发展计划社会发展重点项目资助(20110405);吉林市科技计划项目(201132402)。
臭氧/高锰酸钾/BAF 工艺污水深度处理研究*张兰河1,2郭益平1刘祥亮1王璐瑶1王旭明3(1.东北电力大学化学工程学院,吉林吉林132012; 2.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090; 3.北京农业生物技术研究中心,北京100089)摘要:采用O 3/KMnO 4化学氧化法与曝气生物滤池(BAF )联用工艺处理生活污水二级出水,进行长期连续实验,考察pH 、O 3/KMnO 4投加顺序和投加量对氧化效果的影响。
结果表明:采用O 3/KMnO 4化学氧化法在pH 为7.2 7.6的条件下,当O 3和KMnO 4投加量分别为10和1.5mg /L 时,ρ(BOD )/ρ(COD )由0.13提升至0.26,COD 和UV 254的去除率分别为30.90%和31.97%。
在此基础上采用O 3/KMnO 4/BAF 联用工艺,COD 和UV 254去除率分别提高至71.30%和74.86%。
关键词:臭氧;高锰酸钾;曝气生物滤池;深度处理STUDY ON THE ADVANCED TREATMENT OF SEWAGE SECONDARY EFFLUENT USINGOZONE-KMNO 4-BIOLOGICAL AERATED FILTERZhang Lanhe 1,2Guo Yiping 1Liu Xiangliang 1Wang Luyao 1Wang Xuming 3(1.School of Chemical Engineering ,Northeast Electric Power University ,Jilin 132012,China ;2.State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment ,Harbin Institute of Technology ,Harbin 150090,China ;3.Beijing Agro-Biotechnology Research Center ,Beijing 100089,China )Abstract :A long-term continuous experiment was carried out to treat sewage secondary effluent using ozone-KMnO 4-biological aerated filter (BAF ).The effects of pH ,addition dosage and addition sequence of O 3and KMnO 4on the oxidation effeciency were investigated.The results showed that BOD 5/COD was improved from 0.13to 0.26,and removal rates of COD and UV 254were 30.90%and 31.97%,respectively ,under the conditions of pH of 7.2 7.6,ozone dosage of 10mg /L and KMnO 4dosage of 1.5mg /L ,respectively.And furthermore ,removal rates of COD and UV 254were enhanced to 71.30%and 74.86%,respectively ,by using O 3-KMnO 4-BAF.Keywords :O 3;KMnO 4;biological aerated filter ;advanced treatment0引言污水回用是有效缓解工业发展带来的水资源环境压力的有效途径,能从根本上解决水资源供求矛盾。
_预氧化_混凝沉淀_工艺处理景观水
“预氧化+混凝沉淀”工艺处理景观水丁希楼1,李 家1,赵 凯1,贺 波2(1.安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山 243000;2.山东省环境保护科学研究设计院,山东济南 250013)摘 要 景观水由于营养因素、环境因素及水力条件等多方面原因导致水体出现藻类暴发是一个复杂问题,采用单一的方法很难达到去除藻类的预期效果。
本实验采用“预氧化+混凝沉淀”除藻,通过单因素和正交试验得出:当高锰酸钾投加量0.6mg/L,氧化时间15m in,P AC投加量30mg/L,沉淀30m in时,在低密度和高密度含藻水中藻类去除率可分别达到95.8%、97.2%,除藻效果良好。
关键词 景观水 预氧化 混凝沉淀除藻率Exper i m en t a l Study of"Pre-ox i da ti on&Coagul a ti on"to D ea l w ithLandscape W a terD ING Xil ou1,L I J ia1,ZHAO Kai1,HE Bo2(1.School of A rchitectural Engineering,Anhui University of Technol ogy,Maanshan243000,China;2.I nstitute of Envir onmental Protecti on and Science,J inan250013,China)Abstract:A s the nutritional,envir onmental fact ors,water condition and many other reasons for the emergence of algae outbreak of landscape water is a comp lex p r oblem,and using a single method to remove algae is very difficult t o achieve the desired result.Fr om the experi ment of"p re-oxidati on&coagulation"by a single factor and orthogonal,we concluded that when the dosage of potassium per manganate is0.6mg/L,and oxidati on ti me is15m in,and the dosage of PAC is30mg/L,and p recip itation ti m e is30m in,and the rate of algae removal is 95.8%and97.2%in the l ow-density and high-density algae water res pectively.Both of them made good removal results.Keywords:landscape water,p re-oxidation,coagulation,rate of algae removal 随着我国城市建设的飞速发展,住宅建设方兴未艾,城市居民生活水平不断提高,为了满足人们对居住环境越来越高的要求,房地产开发向绿色生态住宅方向发展;同时,在城市绿地、公园建设和大型标志性建筑中,人工湖泊、人工河道及景观水池不断涌现。
臭氧用于给水处理的几个理论和技术问题
臭氧用于给水处理的几个理论和技术问题
王晓昌
【期刊名称】《西安建筑科技大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1998(030)004
【摘要】根据作者在国外的实践经验和掌握的资料,综合论述了在给水的深度处理中应用臭氧技术的几个主要问题,以常规处理即混凝土--沉淀-过滤流程为骨架导入臭氧和生物活性炭处理是国外用的比较多的深度处理流程。
臭氧处理的目的主要在于去除水中三卤甲烷前驱物质,去除水的异臭味或水的消毒,臭氧能否有效地去除三卤甲烷前驱物质取决于这些物质的化学性状和臭氧处理条件;对水中异臭味物质分解起作用的主要是臭氧自我分解产物的氢氧自由
【总页数】5页(P307-311)
【作者】王晓昌
【作者单位】西安建筑科技大学环境工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.2
【相关文献】
1.高浓度臭氧水用于建筑给水管道清洗 [J], 王长成;马国峰
2.臭氧系统应用于给水深度处理的施工新技术 [J], 黄锐文
3.给水处理系统臭氧预处理对有机物去除效能的中试试验研究 [J], 高晗;赵志伟
4.住宅楼室内给水系统的安装的几个技术问题 [J], 金红花;杨义
5.臭氧处理技术在给水深度处理中的应用 [J], 邹俊良
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高锰酸钾和预臭氧强化常规处理工艺王晓昌1, 金鹏康1, 何文杰2, 韩宏大2, 王付林1, 胡建坤2, 李宗喜1(1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;2.天津市自来水集团有限公司,天津300040)摘 要: 针对天津饮水水源的水质特点,研究了高锰酸钾和臭氧的预氧化效果以及对后续气浮、过滤处理效果的影响。
结果表明,预氧化能提高后续处理工艺的出水水质,降低出水浊度和高锰酸盐指数。
经预氧化后,水中含有羧基、羟基的有机物含量增加,从而改善了有机物的可混凝性,这是处理效果提高的根本原因。
关键词: 饮用水处理; 预氧化; 高锰酸钾; 臭氧中图分类号:TU991.2 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2005)06-0008-04Potassiu m Per manganate and O zone Pre -oxi dation for EnhancingConventi onal T reat m ent ProcessWANG X iao -chang 1, JI N Peng -kang 1, HE W en -jie 2, HAN Hong -da 2,WANG Fu -lin 1, HU Jian -kun 2, LI Zong -xi1(1.School o f Environ m ental and M unici p al Eng i n eering,X i .an Universit y of Architecture&T echnology,X i .an 710055,China;2.T ianjin Water w orks G roup C o .L td.,T ianjin 300040,Ch ina) Abst ract : I n acco r dance w ith the characteristics o f dri n k i n g w ater source i n T ianjin ,study w as m ade on the effect of potassi u m per m anganate and ozone pre -ox idation,and t h e ir infl u ence on the subse -quent a ir flotation and filtrati o n treat m en.t The result i n d icates that pre -ox i d ati o n can i m pr ove the qua lity of treated w ater fro m t h e subsequent process ,and reduce tur b i d ity and per m anganate i n dex .A fter pre -ox -i d ation ,the content o f organ ic m atters conta i n i n g carboxyl and hydroxy lw ill be i n creased ,and thus i m -prov i n g t h e coagu lability of organ ic m atters ,wh ich is t h e m a i n cause for i m prove m en t of treat m ent e ffec.t K ey w ords : drink i n g w ater treat m en;t pre -ox idati o n ; potassi u m per m anganate ; ozone 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA 601140)我国北方城市70%以上的水源为地表水,有机物污染严重,藻类大量繁殖,各种浮游生物孳生,常规处理工艺无法满足安全饮用水供应的需要。
因此,供水行业迫切需要先进、高效的饮用水安全保障技术。
天津市的源水水质具有季节性变化明显、有机污染物时有突发性超标和高藻期水质富营养化特征明显的特点,在北方地区具有典型性和代表性。
针对天津市源水的特点,采用高锰酸钾和臭氧预氧化技术强化常规工艺,以提高对有机物的去除能力和保障出水水质,并评价了预氧化处理功效。
1 试验方法111 试验水质对天津滦河水质进行了长期分析监测,其水质变化情况见表1。
#8#第21卷 第6期2005年6月 中国给水排水CH I NA W ATER &WA STE WAT ERV o.l 21No.6Jun .2005表1 滦河水水质情况T ab .1 W ater qua lity of Luan R i ve r i n T ian ji n项目温度/e 浊度/NTU 色度/倍高锰酸盐指数/(m g #L -1)TOC /(m g #L -1)藻类计数/(104个#L -1)氨氮/(mg #L -1)数值9~314.5~1510~203.0~6.53.2~6.0400~67130.05~0.57112 中试装置中试装置为两套平行系统(见图1)。
每套系统的设计流量为5m 3/h ,每个预氧化罐水力停留时间为10m i n 。
臭氧采用扩散板方式投加,投量为1.0m g /L ;高锰酸钾用泵投加,投量为1.2m g /L 。
混凝剂采用FeC l 3,投量为5.0~12.0m g /L ;助凝剂采用H C A,投量为0.1~0.2m g /L 。
图1 中试系统简图F i g .1 P ilot test arrang e m ent113 分析方法UV 254:752型紫外可见分光光度计。
浊度:浊度仪。
有机物分子质量:液相色谱仪(采用日立W 520柱,直径为15mm,长为350mm,分子质量界限约为6000u ,柱子空隙体积约为12mL),试样用0.45L m 滤膜过滤,注入体积为20L 。
流动相为0.02m o l/L 的Na 2H PO 4和0.02m o l/L 的KH 2PO 4,流量为0.4mL /m i n 。
有机物结构:采用Trace2000型热裂解)GC )M S 仪器分析。
热裂解温度为900e ,裂解时间为20m s 。
色谱柱为PTET M-5毛细管柱(30m@0.25mm @0.25L m )。
采用无分流进样,载气(氦气)流量为0.8m L /m in ,进样口温度为280e ,柱温升温程序:起始温度为40e ,以3e /m in 的速度上升至200e 并保持2m i n ,最后再以5e /m in 的速度上升至280e 并保持5m in 。
2 试验结果211 高锰酸钾预氧化① 对混凝投药量的影响图2为采用高锰酸钾预氧化前后混凝剂投量与后续气浮、过滤出水浊度的关系。
可以看出,在达到一定出水浊度的前提下,高锰酸钾预氧化能大幅度降低混凝剂投量。
② 对气浮效果的影响图3为有无高锰酸钾预氧化气浮出水浊度与高锰酸盐指数的变化情况。
可以看出,无论是在除浊,还是去除有机物方面高锰酸钾预氧化均能改善气浮出水水质。
图2 高锰酸钾预氧化对混凝投药量的影响F i g.2 Effect o f preox i da ti on by po tassi um per m anganateon coagu l ant dose#9#第6期 王晓昌,等:高锰酸钾和预臭氧强化常规处理工艺 第21卷图3 高锰酸钾预氧化对气浮处理效果的影响F i g .3 E ff ec t of preox i dation by potassi u m per m anganateon floata tion③ 对过滤效果的影响图4为有无高锰酸钾预氧化过滤出水浊度与高锰酸盐指数的变化情况。
图4 高锰酸钾预氧化对过滤处理效果的影响F i g .4 E ff ec t of preox i dation by potassi u m per m anganateon filtration无预氧化时,过滤出水浊度约为0.4NTU,经过预氧化处理滤后水浊度可达到0.2NTU 左右,除浊效果得以明显改善。
经高锰酸钾预氧化后过滤出水的高锰酸盐指数值均降低了0.5mg /L 左右。
212 臭氧预氧化① 对混凝效果的影响从臭氧预氧化前后混凝剂投量与气浮、过滤出水浊度的关系可以明显地看出,在相同投药量条件下,臭氧预氧化能显著降低气浮、过滤出水浊度。
换言之,在保持相同的气浮、过滤出水浊度的条件下,臭氧预氧化也能降低混凝剂的投药量。
② 对气浮效果的影响图5为有无预臭氧化气浮出水浊度和高锰酸盐指数的变化情况。
可以看出,臭氧预氧化能明显提高气浮除浊效果,对高锰酸盐指数的去除也有一定的促进作用。
图5 臭氧预氧化对气浮效果的影响F i g .5 E ffect o f preozonati on on fl oata ti on213 对过滤效果的影响图6为有无臭氧预氧化过滤出水浊度和高锰酸盐指数的变化情况。
经臭氧预氧化后,过滤出水浊度从0.6NTU 以上降至0.2~0.3NTU,高锰酸盐指数降低0.5m g /L 。
#10#第6期中国给水排水 第21卷图6 臭氧预氧化对过滤效果的影响F i g.6 Effect o f preozona ti on on filtrati on3 讨论311 预臭氧化前后有机物分子质量分布的比较图7为臭氧预氧化前后液相色谱分析的结果。
图7 臭氧预氧化对水中有机物分子质量分布影响F ig .7 E ffect o f preozonati on on mo lecu l a r w e i ghtdistri buti on i n w ate r可以看出,原水中有机物分子质量主要集中在500~6000u ,约占85%左右。
经过臭氧预氧化后,分子质量>3000u 的有机物已不复存在,且小分子有机物明显增多,说明臭氧预氧化的一个重要作用是将大分子有机物转化为小分子有机物。
312 预臭氧化前后有机物结构的比较从臭氧预氧化前后水样的热裂解)GC )M S 分析结果可以看出,原水的谱图峰数非常多,且多数为苯环结构,其成分主要是芳香类有机物,主要官能团为酮、酯、羧酸、醛、酚等。
经臭氧氧化后谱图的峰数明显减少,且有机物成分主要包括羧酸、醇、胺、酯、醚、酰、烷烃类,这说明臭氧预氧化可将水中具有较复杂构造的芳香类有机物转化为构造简单的含氧链状有机物。
313 作用机理许多研究表明[1、2],在氧化剂投量较低的条件下,水中的有机物很难彻底降解。
一般而言,含有羧基、羟基的有机物易于在金属盐作用下发生混凝,因此预氧化后水中这类有机物含量的增加是其可混凝性得到改善的主要原因。