催化臭氧化协同生物活性炭控制消毒副产物的效能研究

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1、供水技术催化臭氧化协同生物活性炭控制消毒副产物的效能研究供水皱术方着纽20063催化H氣化协同生賜活性炭拴制询幸刮产场的败能研丸韩帮军何丈点李爱斌孙彦王建孙慧娴摘要：本文研究了催化奂氧化与生物活性炭联用技术対■氯化消勒H产物的拉创效能。结果表明:分子童为2000左右的疏水桂有机扬是當規处理工艺出水的主要箭质，与UV农有JL好的线性相关性,5^是深度处理工艺控创DBPstr质的替代指标。債化氧化可以进一步去除THMs前用中琉水性有机物与部分亲水牲有机物,并提高DBPs前庚的可生化性。关權词：催化奂氧化；生物活姓戾；HAAFP;THMFP;5$

2、;疏水有机物饮用水氯化消奉过程中不可避免地会生成卤代消幣副产物（DBPJ,其中（THMs）以及卤酸（HAAs）所占的比例最离。为保证饮用水的安全性.各国都对饮用水中THMs的最离允许浓度（MCLb）加以限定。例如美国D/DBPI规定THM&的MCLb为80p.gZL.HAAs为60p.g/L,D/DBPD規定THMs的MCLs为40K^HAAs为30mg心澳大利亚在饮水指南中规定THMs的MCLs为250pig/L、TCAA和DCAA的MCLb均为100g.g/L;日本規定DCAA的MCU为30ag/L,TCAA为40pg/I凡我国新颁布的

3、•《城市供水水质标«>（a/T206-2005）中对THMb与HAAs的总H分别限定为100吨与60如何控制与减少饮用水中消澎副产物含・，是当前国际给水界关注的热点。在目前多种消秦副产物控制手段中，普遍认为消毒》产物前体物的去除是比较可行且经济的方法叫前期的研究表明，催化臭氧化及其联用工艺能够显著控制水中有机污染物、氨氮等。本文将继续深入研究催化臭氧化/生物活性炭工艺对DBPb前质的控制效能，进而给出控制DBPb的措施与建议。1试验装■和试般方法墓金現目：M家技术酬克发lit刘（863序目（2002AA6CH140）―生.EmailxUch

4、bjdl63.comL1试验装置本试验在天津芥园水厂进行。常规处理工艺岀水为试验进水，采用催化奧氧化反应装置串联生物活性炭滤床的深度处理工艺•见图1：常賤处理工艺出水—>臭氧催化（或单城）氧化一生物活性炭si催化真■化/生■帝性巖联用深度处理工艺潑程图其主耍设计参数：316不锈钢材质;鼓泡塔上向流催化氧化接倉反应罐，内径为600mm,总高度3180mm;内填充自制非均相催化剂;采用孔径为20~40从m的钛板布气；处理水60mF;停留时间为14-16min;采用CFS-3A型臭氧发生器现场制备奥氧•以空气为气源、以自来水为冷却介质。臭氧尾气

5、热解破坏后排放大气。生物活性炭滤床：炭滤確采用316不锈钢材质，内径600mm,总髙度3500mm;炭權下部衬有粒径2~8mm的砾石承托层与粒径为0.6—1.2nun的石英砂■活性炭型号为ZJ-15,处理水量30m3/d.空床停留时间20min。1.2试验方法采用752型紫外■可见分光光度计测UVy；采用USEPA标准预氯化方法模拟氯化过程，用气相色谱然后测定三卤甲烷生成■。依据类国《水和废水标准检脸法〉（15版），应用吹扫捕集/气相色诸法测定三卤甲烷。仪器型号:HP-5890代相色谱仪,Tekmar2016吹扫捕集仪与热解析仪。分析条件：

6、进样口温度200T；ECD检测器，检测器温度200无，载气流量60mlVmin;柱箱温度：35(恒温5min)—10^/min—80X1(4min);HP-5毛细柱；分子量分布采用HP1100高效液相色谱仪测定。2试验结果和分析2.1催化臭氧化/生物活性炭联用工艺对三卤甲烷生成势的影晌常规给水处理工艺出水的三卤甲烷生成势(TTHMFP)约为170~19()4讥，其中三氯甲烷CHCljFP约占70%o其次是CHCl2BrFTt约占21%-24%,而CHClBr2FP为6%-8%»CHBr>FP低于1鳴，所以常规处理工艺出水的消诞副产物前质•大

7、部分都与氯有很高的反应活性。然而，在常规给水处理工艺与生物活性炭联用出水有机物总fit(COD^.TOC)达祐的情况下•其并没有使得THMFP降低，试验测得其中CHClfP高达】41Ag/L、CHCbBrFP为39.5pig/L.有时TTHMFP离达195ag/L。催化臭氧化在控制有机污染物方面具有优先性.随着臭氧投量的增加，催化臭氧化/生物活性炭联用工艺对THMFP的控制能力逐渐增强•见图2。-2d■-4Oi书TOC氧化后，对CHCljFP的去除率分别为23%和5.4%,对TTHMFP的去除率分别为18.2%和3.5%,相对于单纯臭氧化

8、，催化臭氧化对CHCljFPTTHMFP的去除率分别提高了18%J5%,这与相同真氧投量时，催化臭氧化相对单纯奥氧化强化生物活性炭对二者分别提离的17%J5%的去除率基本相符，说