不同水处理工艺流程对除藻效果的影响

为了解和考察不同处理流程、各种预氧化剂的除藻效果及对除藻特性的影响，首先研究了春季天津市“引黄”原水藻类的数量与分布特征，发现该季节优势藻为小球藻、绿梭藻和栅列藻。对比了预氯化沉淀、单独气浮、预臭氧化气浮和高锰酸盐复合药剂(PPC)预氧化气浮工艺的除藻效果和除藻特性。结果表明各种工艺流程的除藻特性有明显差异，采用气浮工艺代替沉淀工艺能够提高对原水中不同优势藻的去除率，预臭氧化和PPC预氧化能够进一步提高气浮工艺对优势藻的去除率。PPC预氧化去除小球藻更有效，而预臭氧化去除绿梭藻和栅列藻效果更好。预臭氧化和PPC预氧化能够提高气浮工艺去除叶绿素a的能力。     

从分子质量的变化分析臭氧活性炭工艺

为了解臭氧活性炭工艺的机理并优化运行条件,采用臭氧活性炭处理黄浦江原水,分析了原水及经不同工艺单元处理后溶解性有机物 (DOM)分子质量 (MW)的变化。结果表明:黄浦江原水中的DOM主要为小分子有机物;臭氧对大分子有机物的氧化分解作用明显强于对小分子有机物的氧化作用;MW<1ku的有机物经臭氧氧化后则表现出不同程度的增加;混凝、沉淀、过滤对MW>3ku的大分子有机物去除效果较好,而对MW<3ku的小分子有机物去除效果较差;生物活性炭单元能有效去除MW为 3~1ku和MW<1ku的小分子有机物;臭氧氧化与活性炭吸附在去除不同MW有机物的过程中有很好的互补性,从而使该工艺能有效去除原水中的DOM。     

ZnOOH催化臭氧氧化去除水中痕量卡马西平

采用连续流试验,研究了羟基化锌(ZnOOH)催化臭氧氧化和单独臭氧氧化去除水中痕量卡马西平(CBZ)的效果,并探讨了臭氧投加量、pH值、催化剂投加量及使用次数等因素对催化性能的影响。结果表明,ZnOOH对水中的CBZ有较强的催化活性,相同试验条件下,催化臭氧氧化出水中的CBZ浓度比单独臭氧氧化的低48.5%,且对CBZ的去除效果随催化剂投加量的增加而提高。本试验条件下,催化剂的最佳投加量为100 mg/L;催化剂在偏碱性条件下对目标物的去除效果更佳;催化剂使用了5次,其催化效果基本没有变化,没有发现锌离子溶出。     

臭氧氧化去除水中致嗅物质的研究

以典型的致嗅物质二甲基异茨醇(2-MIB)为代表,考察了臭氧氧化工艺去除水体嗅味的效能.试验结果表明:臭氧投量为1.5 mg/L时,蒸馏水和自来水中2-MIB的氧化降解率分别为57.3%和54.2%.水中臭氧浓度和pH值的升高可以明显提高工艺对2-MIB的去除率,臭氧投量从1.0 mg/L提高至2.0 mg/L后,2-MIB的去除率由43.9%上升至72.8%;当溶液分别由弱酸性(pH=4.0)升高至中性偏酸(pH=6.5)以及由中性偏碱(pH=7.5)升高至弱碱性(pH=9.0)时,2-MIB的去除率分别提高了24.9和21.8个百分点.水中腐殖酸的浓度不同时对反应体系的影响不同,促进与抑制作用并存.     

南方某市水源水蛋白质、腐殖酸浓度变化与去除

腐殖酸和蛋白质作为水体中有机物的重要组成部分,是消毒副产物前体物的重要来源。为明晰腐殖酸、蛋白质在水库原水中的浓度变化及去除情况,于2015年5月—2016年4月对我国南方某市三座主要水库原水中腐殖酸、蛋白质浓度进行了一个水文年的监测,分析了腐殖酸、蛋白质的空间分布与变化趋势,同时研究了不同水处理工艺对原水中腐殖酸、蛋白质的去除情况。结果表明,A、B、C三座水库原水中腐殖酸平均浓度分别为2.04、2.06、2.54 mg/L;蛋白质平均浓度分别为0.12、0.11、0.10 mg/L,且7月份腐殖酸、蛋白质浓度均最高。常规工艺、BAC-UF工艺、O_3-BAC工艺对腐殖酸与蛋白质的总去除率分别为63.43%、68.10%、84.31%与53.45%、76.17%、81.96%。混凝沉淀单元对腐殖酸起主要去除作用,BAC单元对蛋白质去除效果较好,且在与臭氧联用时,BAC对腐殖酸的去除率可达55.17%,而超滤膜单元对腐殖酸、蛋白质均有良好的去除效果。     

不同预氧化剂净水效果及运行条件的优化

为研究不同预氧化剂臭氧、次氯酸钠的预氧化效果,以及臭氧不同投加量的净水效果,确定最佳投加量,利用生产性试验及实验室小试装置研究臭氧氧化对钱塘江原水净水效果。结果表明:臭氧对COD_(Mn)、UV_(254)等指标的预氧化效果明显优于次氯酸钠;前后臭氧投加量分别为0.5mg/L时,对COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮、浊度、铁的去除效果较好;前臭氧接触时间3min,后臭氧接触4～7min,对COD_(Mn)等有机物的去除效果较好,钱塘江原水中加入0.15mg/L溴酸盐时,臭氧投加量达到2.0mg/L时,仍未检测到溴酸盐。     

多级臭氧气浮一体化装置对污水厂出水的处理效果

传统的臭氧气浮过程因受溶气比和工艺限制,溶入回流水的臭氧量有限,产生的多余臭氧排出而造成资源浪费。多级臭氧气浮一体化装置(DOIF)使多余臭氧用于进一步氧化,将臭氧气浮与臭氧氧化过程结合,在一个操作单元内实现了絮凝、固液分离、脱色、去除有机物、消毒等多个过程。采用DOIF工艺对西安市某污水处理厂二级出水进行深度处理,结果表明对总磷、色度、浊度、大肠杆菌均有较好的去除效果,其中利用未溶解的多余臭氧进行臭氧化可以进一步去除总磷、UV254、色度,同时提高工艺的灭菌效果。     

预氧化与催化臭氧化深度处理工艺的生产运行效果

通过生产运行分析了生物预氧化、梯级催化臭氧化-生物活性炭滤池深度处理组合工艺在生产应用中的综合净化效果,分别评价了各处理单元的净化效能。生产运行结果表明,生物预氧化对氨氮的平均去除率为62％,但处理效果受温度变化的影响;生物预氧化对CODMn的去除作用有限,对锰的平均去除率为58％;高密度沉淀池对浊度、色度、铁、锰具有良好的去除作用,对CODMn的去除率为28％;臭氧总投量相同时,与催化臭氧化一次性投加相比,预氧化与催化臭氧化分别投加更有利于减少溴酸盐的生成;半挥发性微量有机污染物主要在催化臭氧化阶段去除,去除率为44％。     

臭氧/陶瓷超滤膜短流程净水工艺试验研究

为充分发挥臭氧氧化和陶瓷超滤膜过滤的协同作用,将臭氧和陶瓷超滤膜集成在同一构筑物中,构建了臭氧/陶瓷超滤膜短流程工艺,系统地研究了该工艺的净水效能和膜污染情况。结果表明,单独陶瓷超滤膜过滤对浊度和微生物的去除效果显著,出水浊度稳定在0.10 NTU以下且未检测到微生物,但对磺胺甲噻二唑、磺胺甲基异口恶唑和磺胺二甲嘧啶等磺胺类抗生素的去除能力有限;臭氧/陶瓷超滤膜短流程工艺显著提升了对UV_(254)和磺胺类抗生素的去除效能,降低了出水SUVA值和类蛋白质、类腐殖酸及类富里酸等荧光有机物的含量,但增加了出水DOC含量;臭氧的投加有效地提升了陶瓷超滤膜通量,缓解了可逆和不可逆污染,其中可逆污染阻力的缓解对减轻膜污染起主要作用,这为臭氧/陶瓷超滤膜短流程净水工艺的推广应用提供了技术支撑。     

基于XDLVO理论的超滤膜污染机理研究

应用XDLVO理论定量解析腐殖酸中不同分子质量组分在PVC和PVDF两种超滤膜污染中的界面作用,评价范德华力(LW)、极性力(AB)、静电荷作用力(EL)在腐殖酸引起的超滤膜污染中的相对贡献,确定膜污染的主要作用力。另外,取长江南京段沉后水进行臭氧氧化预处理,进一步探究XDLVO理论在实际原水膜污染中的适用性。结果表明,试验采用的PVC和PVDF膜总表面能相近,同一分子质量有机物导致两种膜污染相近;腐殖酸膜污染中AB相互作用能起主导作用,LW相互作用能次之。腐殖酸中小分子质量有机物以及臭氧氧化预处理后的长江原水,具有更强的亲水性和极性,AB、LW相互作用能降低,膜污染减轻。     

组合工艺除污染效能研究

比较研究了不同水处理组合工艺的除污染效能,包括化学预氧化、常规处理和深度处理技术的联用。试验结果表明,高锰酸盐预氧化能够改善后续常规处理工艺对浊度和有机物的去除,提高出水浊度保证率和CODMn保证率;采用(臭氧)生物活性炭联用工艺对浊度和有机物的去除效果优于常规工艺;灰关联度分析结果也显示PPC预氧化工艺和(臭氧)生物活性炭联用工艺灰关联度大,综合作用很明显。     

臭氧氧化去除饮用水消毒副产物二氯乙酸

采用臭氧氧化技术降解饮用水中的消毒副产物二氯乙酸(DCAA),考察了DCAA初始浓度、臭氧投量、pH、叔丁醇和不同水质等对DCAA去除效果的影响。结果表明,臭氧对DCAA的氧化去除效果较好,当DCAA初始浓度为100μg/L、pH值为6.88、臭氧投量为1.96 mg/L、反应时间为25 m in时,对DCAA的去除率为32.4%;在相同的试验条件下,臭氧对DCAA的去除率随DCAA初始浓度的增大而降低、随臭氧投量和溶液pH的增大而升高。叔丁醇(.OH抑制剂)的加入显著抑制了臭氧对DCAA的氧化去除效果,表明臭氧氧化DCAA的过程主要遵循羟基自由基反应机理。另外发现,臭氧对给水厂滤后水和松花江原水中DCAA的去除率比超纯水中的分别降低了7.06%和19.58%,由此推测实际水体中的有机物和重碳酸盐会抑制臭氧对DCAA的氧化降解。     

臭氧／活性炭对硝基苯的去除效果研究

以硝基苯为典型有机物,对臭氧／活性炭氧化去除微污染原水中有机物的效果进行了初步研究。结果表明,活性炭作为催化剂与臭氧共同作用,对硝基基的去除率明显高于单独臭氧氧化;在保证活性炭与臭氧分子和有机物充分接触的2min内,臭氧／活性炭对硝基苯的氧化速率是臭氧氧化的6倍;随着pH值的增加,臭氧／活性炭对硝基苯的去除率逐渐提高（单独臭氧臭化同样如此）,但至pH=9.55时,臭氧／活性炭对硝基苯的去除率逐渐提高（单独臭氧氧化同样如此）,但至pH=9.55时,臭氧／活性炭对硝基苯的去除失去优势。此外,还研究了活性炭的使用寿命,通过对活性炭进行改性,使其效能更加优良。     

O3/BAC对氯化消毒副产物的控制作用

采用臭氧化—生物活性炭(O3／BAC)深度处理工艺去除水中消毒副产物前质的试验结果表明，该工艺能够有效去除水中消毒副产物前质，可控制氯化消毒副产物的生成，其中主臭氧化对三卤甲烷前质和卤乙酸前质均具有很好的去除效果，生物活性炭对卤乙酸前质表现出较好的去除效果，但对三卤甲烷前质的去除效果有限；藻类、有机物等在滤层的累积使得砂滤池在同一工作周期中的不同阶段对水中三卤甲烷前质的去除效果有所不同，因而需要合理设置砂滤池的反冲洗周期。臭氧化—生物活性炭工艺充分发挥了臭氧化和生物活性炭两种技术的优点，并相互促进和补充，能够充分保障饮用水的安全性。     

臭氧多相催化氧化技术在水厂深度处理中的应用

通过生产性对比试验考察了臭氧催化氧化技术用于给水深度处理时对有机物的去除效能.结果表明,相对于单纯的臭氧氧化,臭氧催化氧化明显地提高了对TOC及微量有机物的去除率,并使水中的剩余臭氧浓度降低了0.2 mg/L,有效地抑制了溴酸盐的生成.该技术可明显降低后续处理工艺的污染物负荷,并使有机物在活性炭上的吸附性能提高了近一倍,与生物活性炭联用后,对有机物的综合去除能力提高了14%～24%.臭氧催化氧化及其联用技术在兼顾有机物去除与臭氧化副产物控制方面具有明显的优势.     

臭氧催化氧化去除水中微量莠去津

系统地研究了催化氧化法对水中微量农药莠去津的去除效果,对不同形态催化剂的催化效率进行了对比。结果表明,只需投加少量催化剂,莠去津的去除效率即得到显著提高。两种不同形态的催化剂均可显著提高臭氧对水中微量莠去津的去除效果。通过对水中腐殖浓度影响臭氧催化氧化效果规律的研究,发现了少量腐殖物质可促进臭氧催化氧化对莠去津的分解效率,但腐殖物质过量则具有副作用。水中溶解性臭氧浓度随催化剂的投量增加而有所下降。     

臭氧—生物活性炭工艺去除饮用水中AOC的研究

AOC是衡量饮用水生物稳定性的重要指标.研究发现,不同的臭氧投加量下砂滤出水的AOC变化不显著,考虑氧化作用和消毒效果,将最佳的臭氧投量确定为1～2 mg/L.生物活性炭(BAC)滤池改善了臭氧氧化后出水的生物稳定性,对TAOC的去除率稳定在28%～65%,而对AOC-P17的去除效果优于AOC-NOX的,因而表现出一定的选择性.较长的空床接触时间(EBCT)并不能保证对AOC的良好去除,但有利于TOC的去除,同时水温的降低一定程度上影响了BAC对AOC的去除效果.     

藻细胞及胞外分泌物对三卤甲烷生成势的影响

以处于对数生长期后期的悦目颤藻为研究对象,研究藻细胞及其胞外分泌物(EOM)对三卤甲烷生成势(THMFP)的贡献,以及臭氧预氧化中臭氧投量及预氧化时间对THMFP的影响.研究表明EOM是原水中主要的THM前体物;藻细胞和EOM形成的三卤甲烷主要是三氯甲烷和一溴二氯甲烷.对含藻细胞水样的臭氧预氧化研究表明随着臭氧投量的增加,含藻细胞水样的三氯甲烷生成势和THMFP持续增加;随着预氧化时间的延长,THMFP几乎呈线性增加;臭氧预氧化会破坏藻细胞,使得胞内物质释放出来,这部分物质中的一部分是THM的前体物.对含EOM水样的臭氧预氧化研究表明随着臭氧投量的增加和预氧化时间的延长,臭氧氧化EOM使其不饱和键减少,生成的总卤代产物浓度减小;低投量的臭氧预氧化可以强化混凝去除EOM中的THM前体物,在试验条件下0.486 mg/L的臭氧作用5 min可强化混凝去除EOM中THMFP,去除率比单纯混凝高9.8%;随着预氧化时间的延长,含EOM水沉后水三氯甲烷生成势和THMFP略有升高,说明延长预氧化时间会引起含EOM水沉后水三卤甲烷前体物浓度的增加.由此,低投量短时间的臭氧预氧化可以强化混凝去除EOM的THMFP;并且在实际水处理中,应该在去除藻细胞之后再进行臭氧氧化处理,这样可防止臭氧氧化使藻细胞内物质释放而增加THM前体物浓度.     

预氯化和预臭氧化在自来水厂的运行效果探究

本文在水厂投产前期,利用生产性试验研究了次氯酸钠和臭氧(投加量为0.8～1.0mg/L)两种不同的预氧化方式的运行效果.对比分析了预臭氧接触池、沉淀池和出厂水水质以及絮凝剂的投加量,研究结果表明:臭氧对耗氧量、藻类、铁和锰的预氧化效果明显优于次氯酸钠;预臭氧化的絮凝剂的投加量比预氯化的降低约20.4％;预臭氧化的出厂水...     

臭氧预氧化的除藻效果及机理探讨

对臭氧预氧化工艺对水中藻类的去除进行了试验性研究,分析了臭氧预氧化的除藻效果,并探讨了其除藻机理。试验结果表明,预臭氧化可以明显地提高除藻效果,臭氧投量为1.5 mg/L时,除藻率达到最高值88.3%,继续增加投量,除藻率不再增高。