臭氧-活性炭工艺研究现状汇总
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物溴酸盐生成受多种因素的 影响，主要包括溴离子浓度、催化剂投加 量、臭氧投加量及投加方式、反应温度和 反应时间、pH 值、腐殖酸浓度、硬度、碱 度等。
水中丙烯酸和苯胺的存在 对 BrO3-的产生有抑制作用， 而酒石酸的存在对 BrO3-的产 生却有促进的作用。这可能与 有机物改变了水中·OH 的浓度 有关，也可能与 HOBr/OBr-与
也有研究表明，醛总产量最大 是在比值接近于 1mg/LO3/mg/L TOC。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
臭氧投加浓度的影响 随着臭氧投加量的增加，甲醛 的生成量是先增加后减少。
臭氧-生物活性炭技术在饮用 水处理中存在的主要问题
姓名：专业：学号：导师：
主要内容
1、工艺介绍 2、各工艺单元主要作用 3、臭氧-活性炭工艺的主要问题 4、解决途径
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1、工艺介绍
工艺背景
随着饮用水源污染的日益加剧和饮用水质标准的提高，臭氧— 生物活性炭技术已成为目前处理微污染水源水的主要工艺。
工艺优点
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物种类的影响 三种有机物中，含双键结构的 丙烯酸被臭氧氧化后，生成的 甲醛量最大，达到了 0.84mg/L， 酒石酸和苯胺被臭氧氧化后几 乎不生成甲醛。
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管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧氧化阶段产生的消毒副产物： 无机消毒副产物：以溴酸盐为代表； 有机消毒副产物：以甲醛为代表。
生物活性炭滤池出水的生物稳定性：
滤池出水颗粒物以及微生物的泄露； 未被灭活的微生物附着在颗粒物上进 入管网，形成二次污染。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 （1）有机消毒副产物：甲醛
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2.各工艺单元主要作用
（1）预臭氧接触
去除臭和味、色度、铁、锰以 及重金 属和藻类（微囊藻毒素LR）； 使水中胶体微粒脱稳，改善絮 凝效果，减少混凝剂的投加量； 去除THMs等三致物质的母体物， 减少水中三致物质的含量； 将大分子有机物氧化为小分子 有机物，氧化无机物质如碳化物、 硝化物。
提高对高锰酸盐指数、氨氮以及锰等的去除率。 改善出厂水的色度、嗅味和致突变性等多项水质指标，全面提高水质。
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1、工艺介绍
工艺流程
原水
预臭氧
混凝
沉淀
主臭氧接触
管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧-生物活性炭工艺是在常规水处理工艺（混凝 -沉淀-过滤-消毒）的基础上增加臭氧预氧化、臭 氧接触和生物活性炭过滤的一种深度处理工艺。
（2）主臭氧接触
在后氧化工艺中，臭氧一般与活 性炭联合使用，其作用主要有： 杀死细菌和病毒； 氧化有机物，如杀虫剂、清 洁剂、苯酚等； 去除DOC； 氧化分解鳌合物等。
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2.各工艺单元主要作用
（3）生物活性炭滤池
作用
在臭氧活性炭工艺中，生物活性炭滤池的主要作用是过滤以 及去除水中未被去除的有机物。
去除途径
吸附和生物降解。
运行阶段
吸附阶段：在运行的初始阶段，系统对有机物的去除主要 通过活性炭的吸附作用。 生物降解阶段：随着活性炭上附着微生物构成的生物膜的 成熟，系统对有机物的去除主要是通过生物膜对有机物的生 物降解作用。
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3.臭氧-活性炭工艺的主要问题
工艺流程
原水
预臭氧
混凝
沉淀
主臭氧接触
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛的产生过程 臭氧在水中发生的反应可以归纳为直接反应和间接反应。 臭氧氧化有机物的机理大致包括三类： 夺取氢原子，并使链烃羰基话，生成 醛 、酮、醇或酸，芳香化合 物被氧化物酚，再氧化为酸。 打开双键，发生加成反应：
氧原子进入芳香环，发生取代反应。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐的产生过程
溴酸盐生成过程主要包 括臭氧和氢氧自由基两 种途径。
臭氧途径：Br-直接与O3反 应生成HOBr-/OBr-，接着只有 OBr-被O3继续氧化成BrO2-， BrO2-继续被氧化最后生成 BrO3-。
氢氧自由基途径：首先 是·OH与Br一反应生成Br-， Br-既可被O3氧化成BrO-，也 可与Br反应生成Br2-，然后反 应生成HOBr-与O3。不同的 是，·OH既可与OBr-反应，也 可与HOBr-反应生成BrO·，且 两个反应速率相近。BrO·发生 歧化反应，生成OBr-和BrO2-， BrO继续被O3氧化生成BrO3-。
臭氧与有机物的反应途径:有机物-醛-有机酸,然后分解成稳定物质。 其中酸类对人体无大危害,醛类对人体危害较大,醛类的代表物是甲醛。 它被证明是致癌和遗传毒性、变异原性物质,摄入生物体会产生肺癌 等。 《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中规定，采用臭氧处理时， 出水甲醛含量需小于0.9mg/L。
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物浓度的影响 在臭氧氧化过程中，特定前体 物质的浓度是影响甲醛形成的 首要因素。
这说明丙烯酸浓度与甲醛生成 量是线性相关的。
有机物反应产生了溴化有机物 有关。
总体来说，Br-初始浓度、硬度、碱度 的增加都有利于BrO3-的生成，而羟基自 由基抑制剂的存在则会降低 BrO3-的生成。 其中，BrO3-生成量与Br-初始浓度呈线性 关系；pBCA 能有效抑制羟基自由基，故 而降低 BrO3-生成量；硬度提高离子强度 来提高 BrO3-的生成量；BrO3-的生成量 随碱度增大而增大，最后会趋向平缓。
之所以出现这个峰值，是因为 在臭氧充足的条件下甲醛可被 进一步将氧化。
Fra Baidu bibliotek
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 （2）无机消毒副产物：溴酸盐
当水中溴离子浓度高时，采用臭氧预氧化工艺的水厂出水溴酸盐浓 度普遍升高，臭氧氧化可将原水中的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， 会生成毒性更强的溴代三氯甲烷，对人类造成更大的威胁。 《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中规定， 出水中溴酸盐的浓度不能超过0.01mg/L。
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物溴酸盐生成受多种因素的 影响，主要包括溴离子浓度、催化剂投加 量、臭氧投加量及投加方式、反应温度和 反应时间、pH 值、腐殖酸浓度、硬度、碱 度等。
水中丙烯酸和苯胺的存在 对 BrO3-的产生有抑制作用， 而酒石酸的存在对 BrO3-的产 生却有促进的作用。这可能与 有机物改变了水中·OH 的浓度 有关，也可能与 HOBr/OBr-与
也有研究表明，醛总产量最大 是在比值接近于 1mg/LO3/mg/L TOC。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
臭氧投加浓度的影响 随着臭氧投加量的增加，甲醛 的生成量是先增加后减少。
臭氧-生物活性炭技术在饮用 水处理中存在的主要问题
姓名：专业：学号：导师：
主要内容
1、工艺介绍 2、各工艺单元主要作用 3、臭氧-活性炭工艺的主要问题 4、解决途径
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1、工艺介绍
工艺背景
随着饮用水源污染的日益加剧和饮用水质标准的提高，臭氧— 生物活性炭技术已成为目前处理微污染水源水的主要工艺。
工艺优点
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物种类的影响 三种有机物中，含双键结构的 丙烯酸被臭氧氧化后，生成的 甲醛量最大，达到了 0.84mg/L， 酒石酸和苯胺被臭氧氧化后几 乎不生成甲醛。
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管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧氧化阶段产生的消毒副产物： 无机消毒副产物：以溴酸盐为代表； 有机消毒副产物：以甲醛为代表。
生物活性炭滤池出水的生物稳定性：
滤池出水颗粒物以及微生物的泄露； 未被灭活的微生物附着在颗粒物上进 入管网，形成二次污染。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 （1）有机消毒副产物：甲醛
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2.各工艺单元主要作用
（1）预臭氧接触
去除臭和味、色度、铁、锰以 及重金 属和藻类（微囊藻毒素LR）； 使水中胶体微粒脱稳，改善絮 凝效果，减少混凝剂的投加量； 去除THMs等三致物质的母体物， 减少水中三致物质的含量； 将大分子有机物氧化为小分子 有机物，氧化无机物质如碳化物、 硝化物。
提高对高锰酸盐指数、氨氮以及锰等的去除率。 改善出厂水的色度、嗅味和致突变性等多项水质指标，全面提高水质。
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1、工艺介绍
工艺流程
原水
预臭氧
混凝
沉淀
主臭氧接触
管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧-生物活性炭工艺是在常规水处理工艺（混凝 -沉淀-过滤-消毒）的基础上增加臭氧预氧化、臭 氧接触和生物活性炭过滤的一种深度处理工艺。
（2）主臭氧接触
在后氧化工艺中，臭氧一般与活 性炭联合使用，其作用主要有： 杀死细菌和病毒； 氧化有机物，如杀虫剂、清 洁剂、苯酚等； 去除DOC； 氧化分解鳌合物等。
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2.各工艺单元主要作用
（3）生物活性炭滤池
作用
在臭氧活性炭工艺中，生物活性炭滤池的主要作用是过滤以 及去除水中未被去除的有机物。
去除途径
吸附和生物降解。
运行阶段
吸附阶段：在运行的初始阶段，系统对有机物的去除主要 通过活性炭的吸附作用。 生物降解阶段：随着活性炭上附着微生物构成的生物膜的 成熟，系统对有机物的去除主要是通过生物膜对有机物的生 物降解作用。
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3.臭氧-活性炭工艺的主要问题
工艺流程
原水
预臭氧
混凝
沉淀
主臭氧接触
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛的产生过程 臭氧在水中发生的反应可以归纳为直接反应和间接反应。 臭氧氧化有机物的机理大致包括三类： 夺取氢原子，并使链烃羰基话，生成 醛 、酮、醇或酸，芳香化合 物被氧化物酚，再氧化为酸。 打开双键，发生加成反应：
氧原子进入芳香环，发生取代反应。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐的产生过程
溴酸盐生成过程主要包 括臭氧和氢氧自由基两 种途径。
臭氧途径：Br-直接与O3反 应生成HOBr-/OBr-，接着只有 OBr-被O3继续氧化成BrO2-， BrO2-继续被氧化最后生成 BrO3-。
氢氧自由基途径：首先 是·OH与Br一反应生成Br-， Br-既可被O3氧化成BrO-，也 可与Br反应生成Br2-，然后反 应生成HOBr-与O3。不同的 是，·OH既可与OBr-反应，也 可与HOBr-反应生成BrO·，且 两个反应速率相近。BrO·发生 歧化反应，生成OBr-和BrO2-， BrO继续被O3氧化生成BrO3-。
臭氧与有机物的反应途径:有机物-醛-有机酸,然后分解成稳定物质。 其中酸类对人体无大危害,醛类对人体危害较大,醛类的代表物是甲醛。 它被证明是致癌和遗传毒性、变异原性物质,摄入生物体会产生肺癌 等。 《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中规定，采用臭氧处理时， 出水甲醛含量需小于0.9mg/L。
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物浓度的影响 在臭氧氧化过程中，特定前体 物质的浓度是影响甲醛形成的 首要因素。
这说明丙烯酸浓度与甲醛生成 量是线性相关的。
有机物反应产生了溴化有机物 有关。
总体来说，Br-初始浓度、硬度、碱度 的增加都有利于BrO3-的生成，而羟基自 由基抑制剂的存在则会降低 BrO3-的生成。 其中，BrO3-生成量与Br-初始浓度呈线性 关系；pBCA 能有效抑制羟基自由基，故 而降低 BrO3-生成量；硬度提高离子强度 来提高 BrO3-的生成量；BrO3-的生成量 随碱度增大而增大，最后会趋向平缓。
之所以出现这个峰值，是因为 在臭氧充足的条件下甲醛可被 进一步将氧化。
Fra Baidu bibliotek
12
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 （2）无机消毒副产物：溴酸盐
当水中溴离子浓度高时，采用臭氧预氧化工艺的水厂出水溴酸盐浓 度普遍升高，臭氧氧化可将原水中的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， 会生成毒性更强的溴代三氯甲烷，对人类造成更大的威胁。 《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中规定， 出水中溴酸盐的浓度不能超过0.01mg/L。