技术_饮用水深度处理工艺研究

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2、饮用水深度处理工艺研究臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺因能有效去除水中难降解有机物、控制消毒副产物(DBPs)而得到关注。然而，含溴水源应用臭氧过程中易生成致癌物溴酸盐，很多国家饮用水标准将其限定在10.00μg·L-1以下。有研究者对不同含溴水源臭氧氧化，发现溴酸盐生成量超标。部分水源受海水入侵，导致溴离子浓度较高，使溴酸盐超标风险增加。溴酸盐控制的方法较多，如优化臭氧投加量、降低溶液pH值、加氨、加过氧化氢等，原水氨氮含量较低的情况下投加氨氮能抑制溴酸盐生成，然而对于氨氮含量较高的水源，效果并不显著。

3、投加H2O2能有效控制溴酸盐生成，有研究发现H2O2/O3(质量比，下同)高于0.7时能够将其控制在标准以内，然而溴酸盐生成与控制受到水质因素的影响较大，针对不同水质控制效能有所变化，部分H2O2用量情况下出现溴酸盐升高的现象。另外，H2O2投加可能对O3-BAC控制THMFP的效能产生影响，有研究指出，H2O2投加导致臭氧氧化出水THMFP略有升高。本研究以我国南方某含溴水源为原水，利用中试实验评价O3-BAC处理过程中溴酸盐的生成情况，重点考察氨氮、H2O2投加对溴酸盐控制效果及对O3-BAC控制THMFP效能的影响，以期为饮

4、用水厂应用O3-BAC深度处理工艺处理含溴原水时提供技术支撑。1、材料与方法1.1中试工艺流程及参数学习资料整理分享word专业整理中试进水流量为200L·h-1，主要工艺包括常规工艺(混凝-沉淀-砂滤)及臭氧氧化-生物活性炭深度处理组成，深度处理工艺流程如图1所示。图1臭氧-生物活性炭深度处理工艺流程示意混合池采用DN110mm的不锈钢柱，壁厚3mm，有效高度350mm，总高度400mm，有效容积3.3L，混合时间为1min;絮凝时间：15min，采用机械搅拌絮凝池，不锈钢材质，池内设3挡搅拌机，转速分别为150、100、50r

5、·min-1。沉淀池采用异向流斜板沉淀池，沉淀时间：35min，斜板沉淀区表面负荷为：8m3·(m2·h)-1，斜板间距10mm，厚3mm，斜板长度1m，沉淀区斜板倾角60°，采用波纹板(有机玻璃)。砂滤柱采用DN170mm的不锈钢柱(壁厚3mm);滤料：石英砂，粒径dmin=0.95mm，dmax=1.35mm(取自某净水厂)，不均匀系数K80<1.5，厚度700mm，滤速8m·h-1;承托层：粗砂(取自某净水厂)，粒径4-8mm，厚度200mm;水洗滤池的冲洗强度：20L·(s·m2)-1，冲洗时间：5min。本实验中臭氧发生

6、系统包括臭氧发生器和制氧机FY3。臭氧反应柱采用DN130mm的不锈钢柱(壁厚3mm)，臭氧扩散器采用钛板微孔曝气，有效高度Heffective=1500mm，总高度2000mm，有效容积17.8L，实际水力停留时间约为5min。反应器底部设取样口。活性炭柱(有效高度=1.0m，直径DN=0.13m，体积=12L)，活性炭取自某水厂运行2a以上的活性炭滤池。1.2检测方法气态臭氧采用碘量法进行检测，水中溶解态臭氧采用靛蓝法检测，DOC采用ShimadzuTOC检测仪(TOC-Vcph)进行检测，UV254通过Hitachi(日本)

7、U-3010紫外/可见分光光度计进行检测，DOC与UV254样品在检测前经过0.45μm滤膜(Millipore)过滤。氨氮等其他指标分析均依据文献的方法。溴离子与溴酸盐检学习资料整理分享word专业整理测采用戴安2000离子色谱仪，溴酸盐最低检出限为2.0μg·L-1，溴离子最低检出限为10.0μg·L-1。三卤甲烷生成势均在前期研究方法基础上进行，首先通过标准方法测量水样的需氯量，取100mL样品利用0.1mol·L-1盐酸将其pH调整到7.0，之后进行氯化，并在25℃的培养箱内培养4h，之后根据文献的碘量法测量余氯，即可计算

8、出样品的需氯量。在水样的测量中，取10mL样品装入玻璃瓶中，调节pH至7.0后加入缓冲溶液，之后向水样中加入氯使反应24h后的余氯保持在(1.0±0.4)mg·L-1，将余氯用抗坏血酸猝灭，之后利用GC-ECD检测三卤甲烷。1.3原水及滤后水水质表1为该水源原水与常规工艺出水即砂滤工艺段出水水质指标，从中可以看出，水中氨氮含量较低，原水在0.09mg·L-1以下，有机物及溴离子浓度变化范围较大，水源中溴离子浓度范围为14.92-71.7μg·L-1，溴离子浓度随时间和季节变化规律明显，如图2所示，从3月开始，溴离子浓度开始逐渐降低

9、，7-9月溴离子浓度达到最低，约为20.53μg·L-1左右，之后又逐渐升高，溴离子浓度随季节变化可能与夏季降水的稀释作用有关。表1原水及砂滤出水水质指标图2水源溴离子浓度随季节变化情况学习资料整理分享word专业整理2、结果与讨论2.1O3-BA