臭氧净水工艺及设计参数(精)
室外给水设计 (22)臭氧净水
臭氧净水9.9.1 臭氧净水设施的设计应包括气源装置、臭氧发生装置、臭氧气体输送管道、臭氧接触池以及臭氧尾气消除装置。
9.9.2 臭氧投加位置应根据净水工艺不同的目的确定：1 以去除溶解性铁和锰、色度、藻类，改善臭味以及混凝条件，减少三氯甲烷前驱物为目的的预臭氧，宜设置在混凝沉淀（澄清）之前；2 以氧化难分解有机物、灭活病毒和消毒或与其后续生物氧化处理设施相结合为目的的后臭氧，宜设置在过滤之前或过滤之后。
9.9.3 臭氧投加率宜根据待处理水的水质状况并结合试验结果确定，也可参照相似水质条件下的经验选用。
9.9.4 臭氧净水系统中必须设置臭氧尾气消除装置。
9.9.5 所有与臭氧气体或溶解有臭氧的水体接触的材料必须耐臭氧腐蚀。
Ⅱ 气源装置9.9.6 臭氧发生装置的气源可采用空气或氧气。
所供气体的露点应低于－60℃，其中的碳氧化合物、颗粒物、氮以及氩等物质的含量不能超过臭氧发生装置所要求的规定。
9.9.7 气源装置的供气量及供气压力应满足臭氧发生装置最大发生量时的要求。
9.9.8 供应空气的气源装置中的主要设备应有备用。
9.9.9 供应氧气的气源装置可采用液氧贮罐或制氧机。
9.9.10 液氧贮罐供氧装置的液氧贮存量应根据场地条件和当地的液氧供应条件综合考虑确定，不宜少于最大日供氧量的 3d 用量。
9.9.11 制氧机供氧装置应设有备用液氧贮罐，其备用液氧的贮存量应满足制氧设备停运维护或故障检修时的氧气供应量，不应少于 2d 的用量。
9.9.12 气源品种及气源装置的型式应根据气源成本、臭氧的发生量、场地条件以及臭氧发生的综合单位成本等因素，经技术经济比较确定。
9.9.13 供应空气的气源装置应尽可能靠近臭氧发生装置。
9.9.14 供应氧气的气源装置应紧邻臭氧发生装置，其设置位置及输送氧气管道的敷设必须满足现行国家标准《氧气站设计规范》 GB 50030 的有关规定。
9.9.15 以空气或制氧机为气源的气源装置应设在室内；以液氧贮罐为气源的气源装置宜设置在露天，但对产生噪声的设备应有降噪措施。
臭氧净水工艺及设计参数
臭氧净水工艺及设计参数臭氧净水工艺及设计参数一、臭氧净水工艺1. 以去除溶解性铁、锰、色度、藻类，改善臭味以及混凝条件，减少三氯甲烷前驱物为目的的预臭氧，宜设置在混凝沉淀(澄清)之前；2. 以氧化难分解有机物、灭活病毒和消毒或与其后序生物氧化处理设施相结合为目的的后臭氧，宜设置在过滤之前或过滤之后。
3. 臭氧化的水处理流程选择：（1）在混凝沉淀前投加臭氧的作用是氧化铁、锰、去除色度和臭味，改善絮凝和过滤效果，取代前加氯、减少氯消毒副产物，氧化无机物以及促进有机物的氧化降解。
（2）在沉淀后投加臭氧，由于混凝沉淀中去除了部分可氧化物质，因此臭氧的投加量可以减少，但对改善絮凝效果和避免沉淀池藻类生长不起作用。
（3）活性炭过滤前投加臭氧的作用是杀死细菌、去除病毒、氧化水中有机物（如苯酚、洗涤剂、农药）和生物难降解有机物、将COD 转化为BOD,氧化分解螯合物等。
与活性炭过滤联用，增加活性炭吸附的生物作用，延长活性炭再生周期。
（4）以臭氧作为出厂水的消毒剂，主要目的是杀死细菌和去除病毒，但由于与其他消毒剂相比，臭氧成本高且管网中无法维持剩量臭氧，故城市水厂中很少采用。
二、臭氧接触池设计1. 臭氧接触池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。
2. 臭氧接触池的接触时间，应根据不同的工艺目的和待处理水的水质情况，通过试验或参照相似条件下的运行经验确定。
接触反应装置主要设计参数3. 臭氧接触池必须全密闭。
池顶应设置尾气排放管和自动气压释放阀。
池内水面与池内顶宜保持0.5～0.7m距离。
4. 臭氧接触池水流宜采用竖向流，可在池内设置一定数量的竖向导流隔板。
导流隔板顶部和底部应设置通气孔和流水孔。
接触池出水宜采用薄壁堰跌水出流。
5. 预臭氧接触池宜符合下列要求：（1）接触时间为2~5min；（2）臭氧气体宜通过水射器抽吸后注入设于进水管上的静态混合器，或通过专用的大孔扩散器直接注入到接触池内。
注入点宜设1个；（3）抽吸臭氧气体水射器的动力水不宜采用原水；（4）接触池设计水深宜采用4～6m；（5）导流隔板间净距不宜小于0.8m；（6）接触池出水端应设置余臭氧监测仪。
臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用
臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用【摘要】臭氧在自来水厂深度处理中是一种有效的技术手段，具有很大的研究价值和应用前景。
本文首先简要介绍了研究背景和研究意义，然后详细阐述了臭氧在自来水厂深度处理中的技术原理、工艺设计和设备选型，同时分析了其应用效果和未来发展方向。
通过对臭氧在自来水厂深度处理中的推广意义、经济效益和可持续发展性进行分析，揭示了其重要性和价值。
臭氧技术的应用将有望提高水质处理效率和水质指标，为自来水厂水质的改善和保障提供了新的思路和方法，同时也有望为我国自来水行业的发展贡献力量。
【关键词】臭氧、自来水厂、深度处理、设计、应用、技术原理、工艺设计、设备选型、应用效果、未来发展方向、推广意义、经济效益、可持续发展性1. 引言1.1 研究背景臭氧在自来水处理中的应用可以有效去除水中的有机物、颗粒物和微生物等污染物，提高水质和水处理效率。
臭氧还具有无毒、无残留、无二次污染的特点，对环境友好。
研究臭氧在自来水厂深度处理中的技术原理、工艺设计、设备选型、应用效果和未来发展方向，对于提高自来水处理效率、净化水质、保障人民健康具有重要意义。
本文将从研究背景和研究意义两个方面入手，系统探讨臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用，旨在为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
1.2 研究意义臭氧在自来水厂深度处理中的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 改善水质：臭氧能够有效去除水中的有机物、异味、氯气、微生物等污染物，提高水质的净化效果，保障市民用水安全。
3. 减少化学物质使用量：臭氧处理过程中无需添加化学药剂，能够减少传统水处理过程中对氯等化学药剂的使用量，降低对环境的负面影响。
4. 提升自来水厂处理水量：臭氧技术可以有效处理大量水量，提升自来水厂的水处理能力，适应城市快速发展和人口增长的需求。
5. 推动水处理技术进步：臭氧在自来水厂深度处理中的应用，将促进水处理技术的不断创新和完善，推动整个水处理领域的发展，具有广泛的应用前景和市场潜力。
臭氧／过滤／1活性炭工艺深处理
臭氧化学氧 化
臭氧灭菌消 毒
活性炭物理 化学吸附
活性炭生物 降解
. 臭氧的氧化作用
➢ a. 臭氧与无机物作用
臭氧能氧化大部分无机物，例如在预臭氧化中，臭氧可有效地将水中 溶解性铁、锰等无机离子转化为难溶解性氧化物，使其从水中沉淀出 来。
➢ b. 臭氧与有机物作用
（1）臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用；这是缓慢且有明显选 择性的反应；
臭氧／过滤／活性炭工艺深度处 理
1.水中氨氮超标 2.所有指标全部超标
处理目标
• 已知：原水中氨氮指标为一级B，设计处理水量为8000立 方米/天
• 1.将水中氨氮指标从一级B处理至一级A • 2.将水中所有指标从一级B处理至一级A
工艺选择
• 去除效率： • （8-5）/8=0.375=37.5%
➢ d. 缺点：臭氧消毒生产设备复杂，投资较大，电耗也较高。 ➢ e. 饮用水的投加臭氧剂量一般为0.2~1.5mg/L。
臭氧处理工艺系统
➢ a. 臭氧发生系统：包括气体的预处理、臭氧发生器、供电设备、电气 控制及检测设备等。
➢ b. 接触反应系统：臭氧接触反应池。 ➢ c. 尾气处理系统：活性炭吸收法、化学吸收法、催化氧化法和燃烧法。 ➢ 臭氧不能贮存，需现场边发生边使用。
➢ 臭氧不可能将三卤甲烷前驱物彻底氧化破坏，只是增加了可生化性， 对水中已形成的三卤甲烷几乎没有作用，一般要经过吸附工艺去除。 因而人们开发了臭氧－生物活性炭联用技术，是一种将臭氧化学氧化、 活性炭物理化学吸附、生物氧化降解合为一体的净化工艺。
. 臭氧消毒
➢ a. 既是氧化剂，又是消毒剂，在水中投入臭氧进行消毒或氧化通称臭 氧化。
➢ b. 臭氧氧化有机物的产物
净水厂臭氧处理系统设计的关键点
净水厂臭氧处理系统设计的关键点【摘要】当前净水厂给水在深度处理工艺中大量使用臭氧处理系统，为了使得净水厂臭氧处理系统设计更加科学、合理，本文就结合某自来水厂臭氧处理系统实际建设和设计，对臭氧系统中臭氧气源生产、发生系统、具体接触反应及尾气处理系统的设计关键点进行叙述，以期能够为相关工作者提供借鉴。
【关键词】净水厂；臭氧处理系统；接触反应随着当前我国经济的持续发展，人们日益重视生活水平的提高及健康条件的改善，而饮用水作为衡量生活水平的关键指数，其加工过程中仅仅采用絮凝、沉淀、过滤及消毒等工艺已经很难满足人们对水质的要求，因此有必要对水质进行深度处理，并且如臭氧氧化加活性炭过滤等深度处理工艺已经在我国很多地区得以实施，而整个臭氧系统的设计合理与否，直接关系着净水厂运行成本及净水效果。
1.臭氧处理系统原理及作用臭氧在自来水厂净化工艺中主要作用包括预氧化与主氧化。
对于预氧化来说，臭氧处理主要表现在将水中的一些异味、色度以及水中含有藻类、铁锰等重金属处理，进而使得水中含有的胶体微粒失稳，有效提高絮凝效果，避免混凝剂加入量，并且预氧化，还能将THM等物质母体物除去，大幅度减少“三致”物质在水中的含量，另外先期的臭氧预处理还能将水中含有的大分子有机物氧化，进而使得这些大分子有机物变为小分子有机物，而对于无机物质的氧化主要包括一些碳化物、氰化物、硝化物等。
而对于主氧化来说，通常要和活性炭共同使用，其主要用于消灭病毒和细菌，氧化水中的苯酚、清洁剂、杀虫剂等有机物，并除去水中的DOC；氧化分解如NTA、EDTA等螯合物。
另外对整个臭氧处理系统来说，臭氧的加入浓度、臭氧加入量、接触反应时间及水中的转移效率等工艺参数对自来水深度处理来说至关重要，通常情况下，前臭氧接触时间一般控制在3分钟作用，而加入臭氧量应该控制在1mg/L作用，而后臭氧接触时间应该要超过10分钟，并且加入量应该控制在2mg/L左右。
另外对于水中的剩余臭氧，其浓度应该控制在0.3mg/L，保证整个臭氧转移效率超过95%。
莆田市第二水厂迁建工程臭氧系统设计
莆田市第二水厂迁建工程臭氧系统设计摘要：结合莆田市第二水厂迁建工程，介绍了自来水厂中臭氧系统中各单体设计，有助于国内同类型工程设计提供参考借鉴。
关键词：深度处理；臭氧系统；预臭氧接触池；中间提升泵房及后臭氧接触池引言：莆田市第二水厂迁建工程供水规模30万m³/d，水厂工程工程费用5.23亿元。
该水厂采用处理工艺：取水泵房——预臭氧氧化——折板絮凝复合沉淀池（叠清水池）——中间提升泵房及臭氧接触氧化——活性炭滤池——V型滤池——接触消毒——清水池。
臭氧采用厂内制备工艺，设置液氧站提供液氧，供给臭氧发生间制备臭氧。
一、深度处理工艺深度处理技术一般包括氧化技术（臭氧、高锰酸钾、催化氧化等）、吸附技术（GAC、PAC和BAC）、膜技术（超滤、纳滤、反渗透）以及离子交换技术等。
其中臭氧氧化、活性炭吸附技术在发达国家已经成熟运用，而膜技术是20世纪八十年代后开始普及的新兴的深度处理技术，净水效果非常显著。
目前深度处理工艺在工程中较常采用的主要有活性炭吸附、生物活性炭、臭氧－生物活性炭、膜处理等工艺。
各深度处理工艺优缺点比较表详见下表。
深度处理工艺比较表结合项目取水来自东圳水库，上游还有基本的生活生产活动，水库存在产生藻类或致嗅细菌爆发产生的嗅味问题或者有机污染的情况，采用“臭氧-活性炭深度处理工艺方案”，其去除水中微量有机物，改善口感，以及处理相关应急问题效率最高，是目前效果较好、较经济的组合工艺。
二、液氧站液氧站平面占地尺寸10mX10m，储存臭氧发生器制备所需纯氧。
预臭氧投加量0.5～1.0mg/L（157～315kg/d）。
后臭氧投加量1.0～2.0mg/L（315～630kg/d）。
最大投加量为945kg/d，产生每千克臭氧需7m3纯氧计，则所需的气态氧气量为6615m³/d（275.62m³/h），按液氧储罐以1m³液氧折合800m³标准状态气态氧计算，所需液氧量为0.344m³/h（8.26m³/d）。
臭氧水杀菌设计计算
水箱充臭氧设计
实际选用直径2800mm
直筒高度4500mm
有效高度4100mm
塔内水体容量 m325.2m3
每个钛合金喷盘的计算表面积0.094m2
微孔直径10um
气泡平均直径0.4mm
气泡上升阻力系数 Cd0.4517
气泡上升速度 v0.928mm/s) 接触时间73.6min
水中臭氧投加量0.13mg/L
臭氧塔吸收率85%
臭氧塔混合效率22%
有效接触时间23.0min
臭氧发生器产生臭氧气浓度16.5gO3/m3
臭氧需求量46.2gO3/h
臭氧投加比例 1.8
臭氧化气流量 Q 2.8Nm3/h
环境温度20°C
臭氧发生器工作压力0.7bar
工作状态下的臭氧气流量 1.7m3/h
系数a0.185
系数b0.066
气体扩散速度-0.2m/h
250普罗名特臭氧发生器
喷盘数量0.073空气源臭氧浓度20g/Nm3
氧气源臭氧浓度150g/Nm3
min. (
MnO4-
生器
20g/Nm3
150g/Nm3。
净水技术“微观治水”——陈国光教授经验谈（深度处理之臭氧篇）
净水技术“微观治水”——陈国光教授经验谈（深度处理之臭氧篇）前言陈国光，上海市供水调度监测中心教授级高级工程师，早年奋战在供水行业科研和运行第一线，积累了丰富的理论和实践经验。
随后陈教授作为政府部门从事水质检测和监管工作，对上海自来水的水质保障做出了突出的贡献。
经过数十年的积累，陈教授对于水厂的运行和管理已然形成了一套独到的经验和观点，并提出了“以前是宏观治水，现在应当是微观治水”的精细化水厂运行管理观点。
经陈教授口述，《净水技术》杂志社将大量宝贵的干货分篇后，借此系列文与广大供水同行分享。
水厂的深度处理工艺，目前主流的工艺选择为臭氧-活性炭工艺。
从原理上讲，臭氧的投加起到氧化作用，将大分子难降解有机物分解为小分子有机物，便于后续活性炭工艺的吸附和生物降解。
那么，臭氧在深度工艺中，真正的作用是什么？陈教授：臭氧主要作用于原水中的致嗅物质、蛋白胺、有机胺、键行不饱和化合物、芳香族及部分合成有机物。
主要起到两大作用：一是将难降解有机物氧化为可生物降解有机物，二是将大分子有机物分解为小分子有机物。
从臭氧氧化的机理看，分为直接氧化，和·OH 自由基氧化两类，其中直接氧化速度较慢，但具有较强选择性，而·OH自由基氧化速度快，却不具选择性。
那对于臭氧投加而言，是否越多越好？陈教授：受限于工程经济型的考虑，臭氧当然不可能无限制投加。
在有限量投加的范围内，不可能一步到位实现将所有有机污染物氧化为CO2，因此，臭氧氧化的目的主要还是将大分子有机物分解为小分子，便于后续生物活性炭工艺的运行。
而且，臭氧氧化的过程中，同时也会对无机化合物起作用，例如，可以将二价的铁、锰氧化成三价的铁和高价的锰，也可以将氨氮、亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
特别是可以将溴离子氧化为溴酸盐。
溴酸盐是一种已知的高致癌风险的消毒副产物，所以有限量的臭氧投加同样需要考虑到消毒副产物的产生风险。
从工艺运行的角度，臭氧氧化的效果和途径，与有机物性质、水体pH 值、碱度、所投加的臭氧浓度均有关系，需要综合考虑上述情况，并结合经济性，来摸索合适的投加量。
南洲水厂臭氧处理系统工艺设计简介
南洲水厂臭氧处理系统工艺设计简介[发布日期]2007-12-10广州市公用事业规划设计院黄长均吴韶萍摘要：臭氧处理在国内净水行业中属于新工艺、新技术，刚建成投产的广州市南洲水厂采用了该工艺，本文结合南洲水厂臭氧处理系统的设计，介绍了该水厂臭氧处理系统的工艺情况。
关键词：深度处理 VPSA 臭氧发生器尾气破坏器广州市自来水公司南洲水厂位于广州市海珠区，设计供水规模为100万m3/d，是全国特大型水厂之一，于2004年6月30日建成投产。
南洲水厂是响应广州市市委、市政府提出的将广州建设成为国际化大都市的号召，实现提高供水质量的目标，按照国际先进水平建设的现代化水厂。
水厂建成后将向广州大学城、珠江新城以及海珠区、东山区、天河区部分地区供应优质饮用净水。
南洲水厂饮用净水投产后的生产实践证明，经过深度处理后的水质接近甚至达到欧美发达国家饮用水水质标准。
广州市公用事业规划设计院承担了南洲水厂的设计，设计中按照现代化水厂的要求，在采用新工艺、新技术、新设备以及自动化等方面进行了许多新的尝试，其中在净水工艺深度处理系统中的臭氧处理系统的设计在广州自来水公司是首次，而深度处理的供水规模、臭氧投加量在全国供水行业也是首屈一指的。
以下我们将对南洲水厂臭氧处理系统工艺作简要的介绍。
1 净水处理工艺南洲水厂设计供水规模为100万m3/d，净水工艺是在常规净水处理的基础上增加深度处理工艺。
南洲水厂采用的净水处理工艺为：臭氧预处理+常规处理+臭氧-生物活性炭滤池工艺，整个净水处理工艺流程如图1所示：2 臭氧应用的概况臭氧处理在净水工艺中的应用历史悠久，几乎与最常用的氯消毒同时开始被采用，但由于臭氧处理系统设备复杂、投资大、电耗高，所以过去在净水工艺中未能普遍应用。
自20世纪90年代起，由于怀疑水中的某些有机物和天然物质与氯发生反应后形成的三卤甲烷具有至癌性，越来越多国家和地区对臭氧在水处理中的应用产生了兴趣，逐步在饮用水系统中采用了臭氧处理工艺，如美国、瑞士、法国、德国等。
深圳梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计
深梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计黄年龙 廖凤京提要 深圳梅林水厂深度处理采用臭氧活性炭深度处理工艺,介绍了该工艺的设计参数,并对设计中的重点进行了分析,提出了臭氧活性炭深度处理工艺的出水水质指标与经济指标。
关键词 臭氧接触氧化 生物活性炭过滤 设计参数 水质指标 经济指标 梅林水厂是深圳市供水量最大的一座水厂,其规划总规模为90万m 3/d,现状常规处理规模为60万m 3/d 。
水源为深圳水库水,属低浊多藻富营养化的水体。
根据深圳水库原水的水质特点,在中试的基础上,梅林水厂深度处理设计采用 臭氧接触氧化+生物活性炭过滤 工艺,其净水工艺流程见图1。
图1 净水工艺流程示意1 臭氧接触氧化对于富营养化或受有机污染的水体,采用预氯化会导致水中形成THM s 等三致物质,而臭氧和活性炭均不能有效地将该类物质去除,只能靠活性炭吸附,富集在活性炭里。
但当活性炭吸附饱和后,又会释放进入水中,导致出水TH Ms 浓度升高,影响处理效果。
另一方面,预氯化的余氯,也会对后续活性炭上生物体的活性产生抑制作用,从而导致活性炭的生物降解能力下降。
因此,对臭氧活性炭工艺,设计取消预加氯,将臭氧氧化分为预臭氧氧化与后臭氧氧化,以预臭氧化代替预氯化,从而保证深度处理工艺的效果。
1 1 预臭氧接触池预臭氧主要的作用是杀藻,改善絮凝效果和去除部分有机物,避免预氯化产生消毒副产物。
预臭氧投加量设计采用0 5~1 5mg/L,一般运行在1mg/L 左右,高藻时投加1 5mg/L 。
预臭氧接触时间,根据试验设计采用4min,主要考虑使絮凝剂的投加与藻类的去除效果最佳。
预臭氧接触池采用2座,每座分2格,每格处理水量为15万m 3/d 。
单格池宽为6m ,池长为15 6m,有效水深为6m,超高为0 75m 。
每格预臭氧采用前端1点投加,竖向廊道混合,混合流速采用0 12~0 2m/s,混合水头控制在0 1m 以内。
臭氧投加设备采用水射器与多孔扩散管,每台水射器流量为56m 3/h,水射器前水压为0 35MPa (相对压力)。
臭氧—生物活性炭(O3—BAC)
臭氧—生物活性炭(O3—BAC)臭氧—生物活性炭（O3—BAC）一、臭氧—生物活性炭工艺原理臭氧—生物活性炭（O3—BAC）深度处理工艺由两部分组成：臭氧氧化和生物活性炭的物理吸附、生物降解。
臭氧具有极强的氧化能力，其在水中的氧化还原电位仅次于氟而第二位。
利用臭氧氧化作用，初步氧化分解水中的一部分简单的有机物及其还原性物质，使之变为CO2和H2O，以降低生物活性炭滤池的有机负荷。
提高活性炭处理能力；同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的大分子有机物，如天然有机物（NOM）断链、开环、氧化成短链的小分子有机物或分子的某些基团被改变从而使原来不能生物降解的有机物转化成可降解的有机物，减少大分子极性污染物BOD浓度得到提高，所以提高了处理水的可生化性，同时使个别有机物（POC）转化为（DOC），如腐植酸等，分解后的小分子有机物的极性和亲水性得到了提高，更容易被活性炭吸附和附着在活性炭上的细菌生物降解；臭氧氧化可有效去除水中的酚、氰、硫、铁、锰，并能脱色、除嗅和味、杀藻以及杀菌消除病毒等；臭氧氧化还能有效地减少UV254的吸收。
臭氧氧化后会生成氧气和臭氧混合气体中含有的大量氧气以及剩余臭氧会迅速转化为氧气，不产生二次污染，又可增加水中溶解氧，使生物活性炭滤池有充足的溶解氧（DO），因此促使好氧微生物在活性炭上繁殖。
提高了微生物增长潜力，加快生物氧化和硝化作用，延长了活性炭使用寿命，加快有机物的生物降解，从而提高了其对有机物的去除效果；同时臭氧能氧化水中的溶解性的铁和锰，生成难溶性的氧化物。
通过过虑，铁、锰的去除率增加，提高过滤速度50%，延长过滤工作周期，降低了过滤反冲洗水量。
臭氧氧化也是减少溴酸化合物形成的有效方法，加强了活性炭对溴酸化合物的高效去除。
由于臭氧的强氧化性，在去除水中其它水处理工艺难以去除物质的同时，可以减小反应设备或构筑物的体积；臭氧化还有助于絮凝，改善沉淀效果。
因此，臭氧化技术在欧洲、美国、加拿大等国家普遍应用。
臭氧—生物活性炭深度饮用水处理技术[优质材料]
![臭氧—生物活性炭深度饮用水处理技术[优质材料]](https://img.taocdn.com/s3/m/c990aa3f69eae009591bec10.png)
温度
3
生物活性炭的生物活性随温度的降低而降低。 有研究表明：在水温2℃左右时，生物活性炭滤池对氨氮的去 除能力相当于6℃以上时去除能力的50%；在温度>6℃的条件下， 生物活性炭滤池对氨氮的去除能力在进水溶解氧基本相同时，不随 温度（水温>6℃）的变化而发生变化。
工艺影响因素
温度
臭氧投加量
1
3
活性炭类型 和投加量
预氧化工艺中采 用高锰酸钾盐和 臭氧复合氧化；
后臭氧氧化过程 中，设用分次投 加方式。
1.臭氧化副产物
第二类 臭氧化有机物后产生的小分子有机物
小分子有机物（如醛 类、脂肪酸、羧酸、
酮类、AOC等）
经生物活性炭处理 吸附作用、生物降解作用
研究表明，投加臭氧还会在颗粒活性炭表面上生成 一些酸性基团，降低对苯酚的吸附能力，背离投加臭氧 的初衷。
工艺影响因素
温度
臭氧投加量
1
3
活性炭类型 和投加量
时间
2
4
工艺影响因素-活性炭类型和投加量
活性炭的类型
按形状分为粉末 活性炭（PAC）和颗 粒活性炭（GAC）。
活性炭类型 和投加量
2
投剂量的影响
给水处理现状
现状
我国目前绝大多数自来水厂采用的仍然是传统的净水工艺，即 “混凝－沉淀－过滤－消毒”。由 于该常规净水工艺的主要去除指 标是浊度、色度和细菌学指标，因此它只能有效去除水中悬浮物、 胶体物质、细菌和大肠杆菌等，而对氨氮和各种溶解性有机污染物 的去除效果很差。
常规工艺的缺陷
不能有效去除藻类及 藻毒素，臭、味及内 分泌干扰物不能被去 除
按外观形状分：粉末活性炭、颗粒活性炭（不定形、圆柱形、球形）
臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用
臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用发布时间：2021-06-28T10:21:28.080Z 来源：《工程管理前沿》2021年2月5期作者：梅海江[导读] 臭氧活性炭深度处理工艺是自来水厂深度处理工艺体系中的重要内容梅海江南京远古水业股份有限公司摘要：臭氧活性炭深度处理工艺是自来水厂深度处理工艺体系中的重要内容，在一定程度上不仅可以实现对出厂水水质的改善处理，同时还可以实现对水中不利元素的进一步处理，具有重要的可行性。
针对于此，本文主要立足于臭氧在自来水厂深度处理中的应用优势，对臭氧在自来水厂深度处理中的设计应用问题进行研究与分析，以期可以给相关人员提供一定的借鉴价值。
关键词：自来水厂；臭氧；深度处理；设计应用前言：一般来说，臭氧在与水相融之后，会发生反应，可生成强氧化性物质以及单原子氧。
其中，单原子氧化学性质活泼，与水中有机物以及微生物质可发生反应。
鉴于臭氧的化学性质的重要性，研究人员主张将臭氧应用于自来水厂深度处理工作当中。
通过利用臭氧所具备的强氧化性，确保自来水厂出水水质可以得到合理改善，同时提高对原水水质事故的应对能力，保障供水安全。
1 臭氧在自来水厂深度处理中的应用优势分析从技术因素以及经济因素上衡量考虑，臭氧活性炭联用技术基本上可以视为自来水厂深度处理工作中广泛应用的技术内容。
在具体经营过程中，臭氧活性炭联用技术要求自来水在生产时应该在进入活性炭池前一个构筑物单位加入适量臭氧，同时确保臭氧与水发生接触反应，以促使水中有机物快速氧化降解。
将大分子物质逐步氧化成为小分子物质，或者直接被氧化掉，以便颗粒活性炭进行吸附[1]。
如此，水中有机物的去除能力将大幅度提高，同时，氧化反应效率也将大幅度提高。
最重要的是，臭氧与水所发生的氧化反应可以进一步提高有机物可生化性程度。
举例而言，让部分物质溶解并与胶体有机物进行絮凝反应，最终生成可过滤或者可沉淀的物质（矾花），提高沉淀池出水水质质量。
与其他形式深度处理工艺不同的是，臭氧工艺技术在经济性方面表现良好，如费用造价相对较低，同时在处理效率方面表现良好，值得推广与应用。
饮用水臭氧活性炭深度处理工艺设计
饮用水臭氧活性炭深度处理工艺设计来源：水世界网作者：李树苑等时间：2009-02-23点击：1059摘要：某两座水厂的深度处理工程总建设规模达100×104m3／d，设计采用臭氧生物活性炭工艺。
介绍了主要工艺单元的设计参数、设备及处理效果。
为避免活性炭在滤池反冲洗时流失，臭氧生物活性炭滤池采用翻板滤池的工艺形式。
一年多的实际运行表明，深度处理工艺有效提高了出水水质，出厂水106个项目均达到了国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)。
关键词：饮用水深度处理；臭氧；生物活性炭；翻板滤池中图分类号：TU991 文献标识码：C 文章编号：1000-4602(2008)24-0036-03Design of Advanced Treatment of Drinking Water by Ozone／BiologicalActivated Carbon ProcessLI Shu-yuan．WU Yu-hong，LIU Hai—yan(Central and Southern China Municipal Engineering Design and Research Institute，Wuhan 430010，China)Abstract：The total construction capacity of advanced treatment projects in two water plants amounts to 100×104m3／d．and the ozone／biological activated carbon process is adopted．The design parameters．equipments and treatment effect of main process units are introduced．In order to avoid activated carbon loss during backwashing the filter，the shutter filter is used in the ozone／biological activated carbon process．One-year operation results show that the advanced treatment process can enhance the treated water quality effectively，and all the quality indexes meet the Standard for Drinking Water Quality (GB 5749-2006)．Key words：advanced treatment of drinking water；ozone；biological activated carbon；shutter filter1项目简介某市现有A、B两座水厂，A水厂规模为60×104m3／d，分五期建成；B水厂近期规模为40×104m3／d，远期总规模为60×104m3／d。
室外给水设计 (52) 臭氧净水
臭氧净水9.9.1 阐明臭氧净水设施应该包括的设计内容。
9.9.2 关于臭氧投加位置的原则规定。
由于目前国内城镇水厂中采用臭氧净水设施实例较少，因此，本规定所述原则基本上是依据国外的相似经验确定。
设计中臭氧投加位置应通过对原水水质状况的分析，结合总体净水工艺过程的考虑和出水水质目标来确定，也可参照相似条件下的运行经验或通过一定的试验来确定。
9.9.3 关于臭氧投加率确定的原则规定。
由于臭氧净水设施的设备投资和日常运行成本较高，臭氧投加率确定合理与否，将直接影响工程的投资和生产运行成本。
考虑到国内目前水厂中的实践经验很少，因此，本规定明确了宜根据待处理水的水质状况并结合试验结果来确定的要求。
9.9.4 从臭氧接触池排气管排入环境空气中的气体仍含有一定的残余臭氧，这些气体被称为臭氧尾气。
由于空气中一定浓度的臭氧对人的机体有害。
人在含臭氧百万分之一的空气中长期停留，会引起易怒、感觉疲劳和头痛等不良症状。
而在更高的浓度下，除这些症状外，还会增加恶心、鼻子出血和眼粘膜发炎。
经常受臭氧的毒害会导致严重的疾病。
因此，出于对人体健康安全的考虑，提出了此强制性规定。
通常情况下，经尾气消除装置处理后，要求排入环境空气中的气体所含臭氧的浓度小于0.1μg/L 。
9.9.5 关于与臭氧气体或溶有臭氧的水体接触的材料要求的规定。
由于臭氧的氧化性极强，对许多材料具有强腐蚀性，因此要求臭氧处理设施中臭氧发生装置、臭氧气体输送管道、臭氧接触池以及臭氧尾气消除装置中所有可能与臭氧接触的材料能够耐受臭氧的腐蚀，以保证臭氧净水设施的长期安全运行和减少维护工作。
据调查，一般的橡胶、大多数塑料、普通的钢和铁、铜以及铝等材料均不能用于臭氧处理系统。
适用的材料主要包括 316 号和 305 号不锈钢、玻璃、氯磺烯化聚乙烯合成橡胶、聚四氟乙烯以及混凝土。
Ⅱ 气源装置9.9.6 规定了臭氧发生装置的气源品种及气源质量要求。
对气源品种的规定是基于臭氧发生的原理和对目前国内外所有臭氧发生器气源品种的调查。
臭氧生物活性炭技术11
A
17 饮用水深度处理应用效果
常规处理水厂氨氮处理效果
常规水处理工艺中混凝 沉淀对氨氮有一定的去 除作用，但主要靠砂滤 池微生A 物作用去除
18
饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
预臭氧后三卤甲烷总量有所增加。
整个工艺去除三卤甲烷生成潜能的最关键部分是生物活性炭滤 池,其对三卤甲烷生成潜能的去除率达到52.9%,出水后三卤甲烷生 成潜能仅为519μg·L-1,大大降低了消毒出水中过量消毒副产物产 生的风险。
与过滤配合使用——生物活性炭前需设过滤，不能将生物活性 炭作为过滤器来运行。一般生物活性炭进水的浊度<5NTU。
换炭再生——使用一定时间后必须更换新炭,饱和炭进行就地再 A生或是外运委托再生,否则将影响出水水质。
10
工艺应用条件与设计参数
设计参数：
吸附容量(qe)；高出单纯活性炭4~20倍 通水倍数(n)：根据水质确定 空塔速度(LV)：4-5m/h，满足足够的接触时间，微生物降解 炭层高度(Hc)：一般1~2m，不宜过高 气水比：炭层内应有足够溶解氧（＞1mg/L），4~6：较为合
炼油废水
隔油 浮选 生物曝气 后浮选 生物活性炭工艺。生物活性炭的吸 附容量已达到2.52 gCOD/kg炭。
A
22
其他应用——生活污水深度处理
宝钢厂采用SBR 生物活性炭工艺,分别在各厂区陆续建成十多套 800 m3/d的综合污水处理及再生装置。
A
23
已连续运行2年以上,没有更换过新炭,处理出水达到中水水质标 试验
臭氧氧化一生物活性炭的第一次联合使用是1961年在德国 Dusseldorf（杜塞尔多夫）市Amstaad水厂中开始的,它的成 功引起了德国以及西欧水处理工程界的重视。
臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用
臭氧在自来水厂深度处理中的设计与应用摘要：在世界上的各个国家里，淡水资源均是其重要的战略储备资源，并且，人们的工作、生活及生产，也均与淡水资源密切相关。
当前，采取何种方式对水资源的利用结构进行整合及优化，实现水资源的充分利用，是解决淡水资源短缺问题的关键所在。
而臭氧-活性炭技术的出现和应用，使得深度处理工艺的优越性得到了充分体现，利用该项技术，能够提高自来水水质处理的合格率，并具有成本低、运行效率高等诸多方面的优势。
鉴于此，本文通过理论概述和实际用例相结合，对臭氧在自来水厂深度处理中的应用价值，加以分析和探究。
关键词：臭氧；自来水厂；深度处理深度处理技术的应用，就是以传统的处理工艺为基础，通过与其他处理方式相结合，对无法清除的污垢杂质进行的深入性清除，进而达到提高水质效果的目的。
近年来，随着人们生活水平的提升，对自来水质的要求也逐渐提高，为了满足人们的应用需求，各地自来水厂均需进行生产工艺方面的完善及优化[1]。
据最新数据表明，随着环境问题的日益加剧，贾第虫、隐孢子虫等感染问题不断凸显，该情况下，使得水资源紧张的问题也更加凸显[2]。
在上述背景下，臭氧处理工艺被引入到了自来水的处理当中，凭借该技术的合理化应用，可进一步增强活性炭的净化能力，且使用周期相应延长。
一理论概述（一）臭氧技术3个氧原子构成了臭氧，是同素异构体的一种，常温常压状态下，是以不稳定气体而存在的，且呈现为蓝色，氧气可从中分离。
就臭氧来说，具备极强的氧化性，且与氟比较，其氧化还原能力相对较低[3]。
因上述特点的存在，为臭氧的应用提供了以下方面的技术支持：凭借臭氧所具备的强大的氧化还原能力，可将水中较难去除的物质剔除掉；在处理反应期间，臭氧可转化为氧气，避免二次污染，进一步增加水中的溶解氧量；具备杀菌功能，可将污水中的嗅味有效清除；水质沉淀效果明显增强，利于絮凝。
利用臭氧，对微污染的水质进行处理以后，部分副产物会因水质的不同而出现，其无机产物以溴酸根为代表，而有机副产物则为甲醛。
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臭氧净水工艺及设计参数
一、臭氧净水工艺
1. 以去除溶解性铁、锰、色度、藻类,改善臭味以及混凝条件,减少三氯甲烷前驱物为目的的预臭氧 ,宜设置在混凝沉淀 (澄清之前;
2. 以氧化难分解有机物、灭活病毒和消毒或与其后序生物氧化处理设施相结合为目的的后臭氧 ,宜设置在过滤之前或过滤之后。
3. 臭氧化的水处理流程选择:
(1在混凝沉淀前投加臭氧的作用是氧化铁、锰、去除色度和臭味,改善絮凝和过滤效果, 取代前加氯、减少氯消毒副产物, 氧化无机物以及促进有机物的氧化降解。
(2在沉淀后投加臭氧,由于混凝沉淀中去除了部分可氧化物质,因此臭氧的投加量可以减少,但对改善絮凝效果和避免沉淀池藻类生长不起作用。
(3活性炭过滤前投加臭氧的作用是杀死细菌、去除病毒、氧化水中有机物(如苯酚、洗涤剂、农药和生物难降解有机物、将 COD 转化为 BOD, 氧化分解螯合物等。
与活性炭过滤联用, 增加活性炭吸附的生物作用, 延长活性炭再生周期。
(4以臭氧作为出厂水的消毒剂,主要目的是杀死细菌和去除病毒,但由于与其他消毒剂相比, 臭氧成本高且管网中无法维持剩量臭氧, 故城市水厂中很少采用。
二、臭氧接触池设计
1. 臭氧接触池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于 2个。
2.
臭氧接触池的接触时间,应根据不同的工艺目的和待处理水的水质情况,通
过试验或参照相似条件下的运行经验确定。
接触反应装置主要设计参数
3. 臭氧接触池必须全密闭。
池顶应设置尾气排放管和自动气压释放阀。
池内水面与池内顶宜保持 0.5~0.7m 距离。
4. 臭氧接触池水流宜采用竖向流,可在池内设置一定数量的竖向导流隔板。
导流隔板顶部和底部应设置通气孔和流水孔。
接触池出水宜采用薄壁堰跌水出流。
5. 预臭氧接触池宜符合下列要求:
(1接触时间为 2~5min;
(2臭氧气体宜通过水射器抽吸后注入设于进水管上的静态混合器,或通过专用的大孔扩散器直接注入到接触池内。
注入点宜设 1个;
(3抽吸臭氧气体水射器的动力水不宜采用原水;
(4接触池设计水深宜采用 4~6m ;
(5导流隔板间净距不宜小于 0.8m ;
(6接触池出水端应设置余臭氧监测仪。
6. 后臭氧接触池宜符合下列要求:
(1接触池由二到三段接触室串联而成,由竖向隔板分开;
(2每段接触室由布气区和后续反应区组成,并由竖向导流隔板分开;
(3 总接触时间应根据工艺目的确定, 宜控制在 6~15min 之间, 其中第一
段接触室的接触时间宜为 2min 左右;
(4臭氧气体宜通过设在布气区底部的微孔曝气盘直接向水中扩散,气体注入点数与接触室的设置段数一致;
(5曝气盘的布置应能保证布气量变化过程中的布气均匀,其中第一段布气区的布气量宜占总布气量的 50%左右;
(6 接触池的设计水深宜采用 5.5~6m , 布气区的深度与长度之比宜大于 4;
(7导流隔板间净距不宜小于 0.8m ;
(8接触池出水端必须设置余臭氧监测仪。
三、臭氧工艺在纯净水消毒中参数的确定
在整个纯净水工艺系统中, 用臭氧杀菌是很有益的, 经臭氧处理后的纯净水在灌装时还余留部分臭氧量, 继续对瓶里盖上的细菌进行杀灭, 并且在分解后它惟一的剩余物质是易溶的氧。
但在整个水处理中也不希望有过量的臭氧, 一般残留量
0.05~0.5mg/L为宜。
臭氧灭菌、消毒作用是瞬时发生,在纯净水中臭氧浓度达
0.3~2mg/L时在 0.5~1min内就可以致死细菌。
在相同灭菌作用(大肠杆菌灭菌率为99% 时臭氧药剂量仅是氯的 0.0048%。
当水的浊度小于 5mg/L时, 对臭氧消毒灭菌影响极微。
实验经验表明,纯净水灭菌的最佳臭氧浓度是 0.4~0.6mg/L。
参考资料:
(1 《给水排水设计手册》第 3册城镇给水
(2 《室外给水设计规范》 GB 50013-2006
(3 《纯净水与矿泉水处理工艺及设施设计计算》崔玉川。