臭氧-生物活性炭-膜法处理自来水.doc

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1、臭氧-生物活性炭-膜法处理自来水论文作者：李绍峰1黄君礼1伦中财1李海波2张秀忠2杨观乐2摘要：经臭氧—生物活性炭与膜组合工艺处理，将自来水浊度从0.3～0.8NTU降至0.1NTU以下;高锰酸盐指数由1.5～4mg/L降至0.5～1.5mg/L，去除率达68.0%；UV254由0.07～0.12cm-1降为0.009～0.020cm-1，去除率为83%；TOC由2400～2900μg/L降为700～1600μg/L；Ames试验由阳性转变为阴性；将0.1～0.45mg/L的亚硝酸盐氮和0.03～0.35mg/L的氨氮降至检测限以下，同时出水硝酸盐氮浓度≤10mg/L，说明该系

2、统具有良好的运行效能。关键词：分质供水深度处理臭氧化生物活性炭膜　管道分质供水一般采用以臭氧—生物活性炭和超滤膜为核心处理单元的饮用水深度处理技术［1、2］。1工艺流程　　分质供水流程为：　2主要设备和参数　　①臭氧发生机型号：SP38-A0，产量为35g/L。　　②臭氧接触反应塔设计处理水量为10m3/h，罐体直径为500mm、高为5000mm，接触时间为6min。　　③活性炭罐的设计处理水量为10m3/h，罐体直径为1500mm、高为3000mm，石英砂、炭层高度分别为300mm、1300mm，炭种为颗粒椰壳活性炭，接触时间为25min，滤速为3m/h，两两串联后并联使用。

3、　　④微滤膜采用中空纤维膜，型号为HX0340-1.5T-304A，孔径为5μm，主要作用是滤除从活性炭罐中冲出的炭粒和大颗粒物，以免堵塞超滤膜。　　⑤超滤膜采用聚醚砜卷式膜，型号为PES8321，截留分子质量为20000u，孔径为0.01μm，膜面积为30.7m2，工作压力为455kPa，水回收率为75%，处理水量为64.3m3/d。　　⑥二氧化氯发生机为Bellozon型CDVA，投量控制在0.20mg/L。　　⑦供水管网采用恒压变频调速供水方式，为保证水质，从生产到运输采取全封闭设计，并像热水供应系统一样设有循环管网系统，循环水量按管网总水量的50%进行设计，即保证用户用

4、水是在12h内生产的。3运行结果3.1余氯的去除　　11原水(即自来水)的总余氯为0.02～0.15mg/L，经炭滤后降为0.01mg/L，说明活性炭脱除余氯的效果很好；出厂水中余氯为0.05～0.25mg/L，主要来自在超滤出水中投加的二氧化氯；回流水的总余氯值变化幅度与原水余氯的变化基本相同。经近两年的管网和用户取样，发现管网水、用户龙头水和回流水中的细菌和大肠菌均不超标。有研究表明，地下水经过臭氧化后［3］AOC由413μg/L上升为3069μg/L，再经GAC处理后降为257μg/L，最后用臭氧处理AOC为257μg/L，这说明原水经臭氧、活性炭处理后可生物同化有机碳已

5、基本稳定。故原水经臭氧—生物活性炭—超滤膜处理后再采用二氧化氯消毒可保证管网具有很好的卫生学安全性。　　各处理单元对余氯的去除效果见图1。3.2浊度的去除　　各处理单元对浊度的去除效果见图2和表1。表1各处理单元对浊度的去除率项目原水臭氧、活性炭微滤超滤出厂水回流水浊度(NTU)0.500.230.200.09110.10.16去除率(%)54.06.022.0　　　　由图2、表1可知，原水的浊度一般为0.3～0.8NTU，经臭氧、活性炭处理后降至0.2～0.3NTU，再经微滤有所降低，最后经聚醚砜超滤膜处理后浊度＜0.1NTU，基本低于检测限，总去除率达72%。投加二氧化氯后

6、浊度略有回升，回流水浊度有所升高(但一般不超过0.3NTU)，可能是由于水流对管网的冲刷将管垢和生物膜带回的缘故。3.3有机物的去除　　①高锰酸盐指数　　各处理单元对高锰酸盐指数的去除效果见图3、表2。表2各处理单元对高锰酸盐指数的去除率项目原水臭氧化出水炭滤出水超滤出水11高锰酸盐指数(mg/L)2.672.411.170.85去除率(%)9.746.411.9　　由图3和表2可知，原水的高锰酸盐指数平均为2.67mg/L(高于饮用净水2mg/L的标准)，臭氧化对其去除率平均只有9.7%，而生物活性炭对其去除率高达46.4%(二者的总去除率为56.1%)，这与吴舜泽等［4、5

7、］和张金松等［6］的研究结果基本一致。在本研究中活性炭运行已近两年，仍然保持对高锰酸盐指数的良好去除效果，这主要是由于臭氧的强氧化性将大分子难降解有机物氧化分解为易于被活性炭吸附和微生物利用的小分子物质，甚至是H2O和CO2，同时O3在水中成为溶解氧而利于后续生物活性炭处理，延长了活性炭的使用寿命并提高了其对有机物的去除效果。超滤对高锰酸盐指数的去除率为11.9%，其主要作用是降低浊度并去除细菌、病毒和部分有机物。经过臭氧、活性炭和膜处理，高锰酸盐指数已降至0.85mg/L，总去除率达68.