生物氧化、化学氧化在饮用水处理中的应用

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1、译文要求李智:请将每张幻灯片中的主要内容翻译出来,或者翻译出关键结论.不必全文翻译.生物氧化、化学氧化技术在饮用水处理中的应用张玉先教授同济大学上海中国Tongji-Uni.ChinaShanghai1、中国的水源现状中国人均水资源2200m3，占世界平均水平的1/4。实际可能利用的水资源为8000-9000亿m3。在充分考虑节约用水的情况下，目前估算用水总量为7000-8000亿m3，已接近可利用水量的上限。全国排放工业废水约500-600亿m3，严重污染了水源。加上生活污水和农田排水污染，已使我国大部分城

2、市内的河流发黑发臭。中国最发达地区的环太湖城市群、珠江、黄河周边城市面临饮水困难问题，现已提出大力加强城市饮用水保证技术研究和整治水环境工程研究。2、长距离引水城市内的河流已不能作为饮用水源，不得不舍近求远另辟水源或上游引水。南水（长江水）北调，可以缓解北方缺水问题。有赖于长江水源水一定保持不受污染的条件。上海黄埔江水源水来自太湖，同样水质不良。上海自来水厂已有30％的水源水取自长江。上海大规模的长江引水工程－青草沙水库工程正在设计施工。在长江中的岛上兴建4.35亿m3的避咸水库，由2根DN3600mm的过江

3、管道引水708万m3/d输送到一些大的自来水厂。3、自来水厂传统处理工艺及强化目前，中国大多数自来水厂处理工艺是：混凝沉淀（澄清）石英砂过滤消毒管网。水源轻微污染后，即原水的CODMn＜5mg/L，NH3－N＜2mg/L时，一般采用强化上述工艺。在混凝之前投加化学氧化剂或者投加PAC。能够使出厂水中CODMn＜3mg/L，NH3－N＜0.5mg/L。4、生物氧化技术的应用和发展当水源污染常年不变，即原水的CODMn＝8～10mg/L，NH3-N＝3～5mg/L时，大多在混凝之前增加生物氧化预处理工艺。同时，在

4、石英砂过滤后增加深度处理工艺。其中生物氧化预处理工艺借鉴了日本的技术。初始阶段：因为填料上积泥太多，清除困难，使用越来越少。现正在研究去除污泥问题。发展阶段：填料在水流和气流作用下旋转，相互碰撞使积泥脱落，构造复杂些。目前阶段：填料体积占30％～50％，去除NH3-N80％～90％以上。5、化学氧化技术的发展和应用(1)ClO2预氧ClO2对苯环具有一定亲和性，容易氧化。在藻类叶绿素中的吡咯环和苯环类似，同样，ClO2也会亲和吡咯环、氧化叶绿素、使藻类新陈代谢终止，合成蛋白质中断而死亡。同时，ClO2在投加量

5、较高的条件下，透过细胞壁与细胞内的氨基酸反应杀藻。当水中藻类在1000万个/L以下时，投加ClO23～5mg/L，沉淀出水藻类杀灭90％以上。ClO2预氧化去除异味滋生藻类，容易产生异味，水中含有酚、硫化物也产生臭味。投加ClO2后，利用其单电子转移反应机理，可氧化酚类物质和硫化物。ClO2氧化除铁除锰除铁、除锰最简单的方法是充氧曝气，使Fe2+氧化为Fe3＋变成Fe(OH)3，把Mn2＋氧化为Mn4+变为MnO2，经砂滤池过滤去除。如果铁、锰含量较高，仅利用曝气充氧氧化效果不好，特别是水中含有锰时，一般曝气

6、充氧去除水中锰不足50％，应考虑采用强氧化剂氧化法。ClO2氧化除锰效果优于O3、KMnO4，当水源水中锰含量0.5～1.0mg/L时，投加ClO21～2mg/L，滤后水锰含量<0.1mg/L。同时除铁90％以上。ClO2氧化去除有机物等其它物质ClO2氧化也是基于破坏有机物分子结构，原水CODMn<6mg/L时，投加ClO22～3mg/L，去除CODMn不足10％。ClO2氧化水中氰化物、亚硝酸盐，不与氨氮反应。投加量过多有时会使水的色度增加。ClO2加入水中后，会有50％～70％转变为ClO2－与ClO3

7、－，对血红细胞有损害，对碘的吸收代谢有干扰，还会使血液中胆固醇升高。国家《生活饮用水卫生标准》规定氯酸盐、亚氯酸盐含量控制在0.7mg/L以下。ClO2氧化分解有机物具有较强的选择性。它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+、氰化物、酚等；能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快气味，却不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有机物，导致去除不彻底。（2）高锰酸钾氧化除污染应用高锰酸钾氧化除污染工艺是近几年在我国推广的技术。高锰酸钾能氧化水中部分微量有机污染物、氧化藻类等。高锰酸钾的氧化还原能力虽然比O3低，不像O3、ClO2

8、那样迅速，但能和水中无机物生成无机化合物，有利于沉淀去除。在正常pH条件下，氧化成（MnO2）。MnO2又能吸附其他有机物。所以认为高锰酸钾具有氧化和二氧化锰吸附双重除污染作用，不仅能去除被氧化和微量有机物，还能去除未被氧化的微量有机物。由于高锰酸钾氧化能力比臭氧弱，常采用臭氧+高锰酸钾复合氧化技术，发挥协同氧化。同时，高锰酸钾还原中间价态锰氧化物对臭氧产生催化氧化作用。又因高锰酸钾中的锰在水中会变