O_3/H_2O_2-BAC深度处理工艺对三氯乙醛生成潜能的去除

为提升O_3-BAC深度处理工艺水厂控制三氯乙醛(CH)超标风险能力,以我国南方某水厂常规工艺砂滤池出水和CH典型前体物水溶液为研究对象,分析H_2O_2投加量对O_3/H_2O_2-BAC深度处理工艺削减三氯乙醛生成潜能(CHFP)效能及有机物组成的影响,并确定最佳的工艺参数及CHFP削减机制。结果表明,O_3/H_2O_2-BAC深度处理工艺去除CHFP的最佳工艺参数:H_2O_2/O_3摩尔比为0.5(O_3投加量为1.5mg/L),此条件下,BAC工艺单元对砂滤出水、腐殖酸、蛋白质及天冬氨酸水溶液CHFP的去除率分别为79.10%、67.12%、70.36%和77.82%,其中,与单独投加1.5mg/L O_3相比,对砂滤出水CHFP的削减效能提高24.91个百分点。此外,H_2O_2的投加,通过增加O_3氧化后水体亲水性有机物浓度,进而强化BAC工艺单元对砂滤出水及CH典型前体物水溶液的CHFP去除。     

组合工艺控制有机物及消毒副产物前体物的特性研究

通过XAD-8树脂将水中有机物分成疏水性、亲水性两部分,对传统常规处理工艺(混凝气浮、过滤)和深度处理工艺(臭氧氧化、生物活性炭)出水的DOC,UV254THMFP,HAAFP指标以及疏水、亲水有机物去除率进行了检测分析。结果表明,生物活性炭(BAC)单元工艺能同时去除疏水性和亲水性两种有机物,且两者去除率均为最高。其次去除效果较好的是传统的常规工艺。臭氧工艺具有将天然的疏水性有机物氧化成可生化降解的亲水性小分子有机物的特点,在预臭氧+常规以及O3-BAC组合工艺中,起到了强化去除有机物和消毒副产物前体物的效果。     

美国ICR数据库有机物去除分析及对我国的借鉴作用

我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)对有机物指标的要求,给我国给水处理的运行带来了新的挑战。依照美国第一阶段消毒剂与消毒副产物标准中对有机物指标(TOC)的去除率要求,用美国ICR(Information Collection Rule)数据库分析了常规工艺及增加生物活性炭(BAC)的深度处理工艺对水中有机物的去除。结果表明,常规工艺对有机物的去除效果随原水的TOC增大而变好,随碱度增大而变差;对于水中有机物的去除,常规工艺的去除率中位数为32%,BAC的深度处理工艺中位数为40%。混凝和BAC工艺弥补了各自的不足,尤其是当原水碱度较高TOC较低,在混凝工艺后增加BAC工艺可以更好地去除水中的有机物。     

湖泊水深度处理工艺的对比试验研究

为解决南方河网地区给水厂常规处理工艺出水中细菌和有机物超标等问题,进行了超滤膜处理滤后水的试验研究,结合O3-BAC工艺生产数据,对比分析两种深度处理工艺的效能.研究表明:O3-BAC工艺出水溶解性总有机碳(DOC)、高锰酸盐指数(CODMn)和UV254平均值分别为3.76 mg/L、2.51 mg/L和0.053 cm-1;超滤膜工艺出水DOC、CODMn和UV254均值分别为3.95 mg/L、2.85 mg/L和0.071 cm-1.超滤膜工艺出水浊度小于0.1 NTU,粒径＞2 μm的颗粒物为9～17个/mL,对细菌的去除率达到100%;O3-BAC工艺出水平均浊度为0.25 NTU,细菌数和颗粒数较高且波动较大.O3-BAC和超滤膜深度处理工艺分别增加运行成本0.21元/m3和0.187元/m3.     

O_3—BAC工艺深度处理煤气化废水试验研究

采用O_3—BAC(臭氧—生物活性炭)工艺深度处理Lurgi煤气化废水二级生化出水,在臭氧接触塔水力停留时间为30min,臭氧投加量为9 mg/L,BAC柱反冲洗周期为10 d条件下,COD_(Cr)色度、氨氮和油类物质去除率分别为72.4%、79.7%、38.2%和92.5%。试验结果表明,虽然反冲洗时会对COD_(Cr)及氨氮的去除产生一定影响,但对色度和油类物质的去除影响不大,O_3—BAC工艺不但能够去除煤气化废水中残留的有机物,还能破坏显色有机物的生色基团,处理效果显著。     

基于响应面法的Fe~0/S_2O_8~(2-)体系氧化垃圾渗滤液去除UV_(254)研究

为提高Fe~0/S_2O_8~(2-)体系氧化垃圾渗滤液去除有机物的效果,试验采用响应面法优化反应条件,借助响应面法的中心组合试验设计了以紫外吸光度UV_(254)的去除率为响应值的二次回归模型,分析零价铁(Fe~0)投加量、初始pH值和S_2O_8~(2-)与12COD_0的质量比3个因素的交互作用,确定最优反应条件。结果表明在Fe~0投加量为31.3mmol/L、初始pH值为4.4,ω(S_2O_8~(2-)/12COD_0)为1.14条件下,UV_(254)的去除率达到最大值72%。     

O_3—BAC工艺处理微污染地表水的试验研究

采用预臭氧—曝气生物活性炭滤池(O_3—BAC)工艺处理低碳源的北运河通州段原水,探讨了该系统的主要工艺参数与各项污染物去除效果的相关性。研究结果表明,臭氧的投加对提高COD_(Cr)和NH_3—N的去除效果均有促进作用,且在投加量3 mg/L、接触时间30 min时臭氧利用效率最高;在此投加量和接触时间、回流比1:1时,COD_(Cr)和NH_3—N的去除率分别可达42%和94.3%,均高于回流比为0.5:1时,而TN去除率为13.4%,有所降低,投加外碳源和降低好氧单元气水比可使之升高;系统对UV_(254)去除率达到38.8%,其中臭氧接触单元去除率为18.66%,由臭氧氧化特性推断,原水中大分子有机物以芳香族化合物为主。     

自来水厂不同预处理方法对有机物的去除效果对比

通过规模为110万m~3/d的自来水厂实际的生产性试验,结合TOC、COD_(Mn)和UV_(254)3个有机物指标,采用三维荧光光谱以及荧光区域积分方法(Fluorescence Regional Integration,FRI)对比分析3种不同的预处理方法对有机物的去除效果。结果显示,粉末活性炭+高锰酸钾联用的预处理方式比单独使用高锰酸钾和预氯化的预处理方式对有机物的去除效果更佳。     

基于高效液相凝胶色谱与三维荧光光谱研究饮用水中溶解性有机物去除规律

采用高效液相凝胶色谱法及三维荧光光谱结合平行因子法,考察以太湖为原水的深度处理工艺对有机物的去除效果和规律。研究表明,深度处理工艺去除UV254的效果优于DOC,疏水性降低而亲水性增强。预臭氧和混凝沉淀可几乎完全去除大分子有机物,生物活性炭去除中分子的效果优于小分子。深度处理去除大分子的效果最佳,其次为中分子,最差为小分子。三维荧光分析表明,深度处理工艺可去除大部分的溶解性微生物产物以及腐殖酸类有机物和部分的蛋白质类。平行因子法确定太湖水DOM的3个组分,分别是色氨酸类荧光物质(C1)、腐殖质类荧光物质(C2)、氨基酸及蛋白质类荧光物质(C3)。生物活性炭对C1、C2、C3去除率分别为100%、100%、63.9%。     

臭氧-生物活性炭控制有机物和消毒副产物研究

南方某水厂采用的臭氧-生物活性炭给水深度处理工艺稳定运行了6年,为了解工艺长期运行过程中在活性炭性能指标下降后,是否还能有效地去除有机物和消毒副产物,开展了试验研究。重点考察臭氧-生物活性炭对水中有机物和氯化消毒副产物的去除效果,通过与常规处理出水水质的对比,探讨其去除有机物和消毒副产物的优势。结果表明,臭氧-生物活性炭是一个长期有效的去除有机物和氯化消毒副产物的控制手段。该工艺对CODMn、TOC、UV254的去除率分别为43.2%、24.0%、58.8%;对THMsFP去除率为40.1%;对三氯甲烷和三氯乙醛的去除率分别达到54.5%和70.7%。在臭氧-生物活性炭组合处理工艺中,活性炭池是去除有机物和消毒副产物的关键工艺。     

超低压反渗透处理太湖水的中试分析

中试以超滤过滤后的太湖水为原水,研究超低压反渗透膜在此水源条件下的运行工况,考察其对于有机物的去除效果。结果表明,在临界通量下超低压反渗透膜运行稳定,年产水量下降约为5%,反渗透对于UV_(254)、COD_(Mn)和TOC去除率分别为100%、77%和89%,对水中有机物的去除效果显著;超过临界通量运行后发现膜污染情况加重,但运行通量和污染速率却未呈线性正相关,可能与原水水质变化及难以保证的化学清洗效果有关,对于实际工程运行具有一定指导意义。     

磁性离子交换树脂在饮用水深度处理中的应用

示范工程配套小试,研究磁性阴离子交换树脂在饮用水深度处理领域的应用效果。结果表明:磁性树脂能高效去除砂滤出水中的有机物、硫酸根、硝酸根,树脂吸附平衡时间为30min,树脂浓度取1.0%为宜,对COD_(Mn)、UV_(254)、硫酸根、硝酸根去除率分别为60.5%、86.5%、89.1%和54.8%;树脂示范工程出水消毒后三卤甲烷和卤乙酸浓度较常规处理削减了56.7%和76.7%;水源水出现季节性污染时,树脂深度处理工程对有机物能保持较高的去除效果,去除率可达57.3%,树脂工程的投资成本、运行成本分别为236元/m~3、0.09元/m~3,磁性树脂在饮用水深度处理领域具有广泛的应用前景。     

全膜深度处理工艺处理太湖水的中试研究

采用超滤-纳滤(UF-NF)全膜工艺处理东太湖水,通过中试考察全膜工艺对水中各种污染物的处理效能。试验结果表明,超滤预处理能充分保证纳滤的稳定运行,试验工艺处理浊度、COD_(Mn)、TOC、UV_(254)、氨氮、藻密度和叶绿素a的去除率分别为99.93%、89.33%、62.33%、93.72%、82.1%、99.67%和98.32%。工艺对水中的TDS和电导率的去除率为43%。三维荧光和有机物特性分析表明,原水中有机物构成以芳香蛋白类物质、溶解性微生物代谢产物和小分子有机物为主,全膜工艺去除效果优异。     

UV/H_2O_2/Cl_2组合工艺处理含2-MIB滤后水的中试研究

针对饮用水中二甲基异莰醇(2-MIB)污染和UV/H_2O_2高级氧化工艺H_2O_2残留问题,构建了UV/H_2O_2/Cl_2组合工艺,并以加标滤后水为原水开展了相关中试研究。基于响应曲面法对UV/H_2O_2工艺去除2-MIB进行参数优化,在此基础上对出水残留H_2O_2采用加氯中和处理,调整NaClO投加量以保证出水符合出厂水余氯要求。最终确定UV/H_2O_2/Cl_2组合工艺运行的最优工况为:当2-MIB为275ng/L时,UV为350mJ/cm~2,H_2O_2投加量6mg/L,NaClO投加量7.5mg/L,在确定的最优工况下连续稳定运行组合工艺,对工艺出水进行检测,结果表明UV/H_2O_2/Cl_2组合工艺对2-MIB去除率达到96.95%,出水余氯值0.4～0.5 mg/L,对TOC、UV_(254)去除率分别达到15.59%、65.71%,能够氧化去除水中大分子有机物,对色氨酸等5种溶解性有机物去除效果良好,且不会带来消毒副产物超标和生物毒性问题,最终出水符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)对水质的要求。     

微絮凝-大梯度磁滤工艺对消毒副产物前驱物控制的研究

以珠江水为原水,利用微絮凝-大梯度磁滤工艺对水中消毒副产物前驱物进行处理,研究工艺的磁场强度和磁滤速度的变化对消毒副产物生成势(THMFP)和UV_(254)的去除效果影响。研究发现,去除THMFP以去除三氯甲烷生成势为主;THMFP的去除效率随着磁场强度的升高或滤速的降低而升高,在磁场强度为0.23T时达到最高为47.83%,磁滤速度为6~8m/h时,去除率稳定在46%左右;UV_(254)的去除效果受滤速的影响较大,滤速从6 m/h提高到16 m/h时,去除率从57.56%下降到39.58%,而磁场强度的变化对UV_(254)的去除效率影响较小,去除率稳定在46.0%~50.7%。     

臭氧-生物活性炭滤池运行及水厂成本变化研究

处理规模10万m3/d的杭州南星水厂是钱塘江水源水厂首座采用臭氧-生物活性炭工艺(O3-BAC)进行深度处理的水厂.通过对O3-BAC处理效果的各影响因素进行生产性研究,确定适宜的余臭氧浓度为0.15～0.25 mg/L,BAC滤池水力负荷可大于设计值10 m3/(m2·h),运行周期设定为10 d左右,加臭氧有助于提高O3-BAC对CODMn的去除效果,同时推断在秋冬季水温较低(7～16℃)的情况下,BAC滤池的生物挂膜时间为运行后101～105 d.原水CODMn＜4.59 mg/L时,采用常规处理即可将出水CODMn控制在2 mg/L以下.实施臭氧预处理和O3-BAC深度处理后,水厂总运行成本增加0.199元/m3.     

臭氧催化氧化深度处理焦化废水效能研究

以钢厂焦化废水A/O出水为对象,研究臭氧催化氧化工艺对其深度处理去除污染物效能。首先制备多种以Al_2O_3和活性炭为载体,负载金属氧化物的催化剂,比较其催化效能,筛选出MnO_X/Al_2O_3为最优催化剂,其最佳投加量为15g/L。进一步研究MnO_X/Al_2O_3催化臭氧氧化工艺对焦化废水的除污染效能,结果表明臭氧催化氧化工艺对COD、TOC、UV_(254)和色度的去除率较单独臭氧氧化分别提高了9.5%、5.1%、10%和10.5%;催化氧化后BOD_5/COD并没有明显提高,但其仍保持在适于生物处理的B/C水平内。紫外—可见全波长扫描、三维荧光谱及气相色谱—质谱联用方法的结果均表明,MnO_X/Al_2O_3催化臭氧工艺对焦化废水中有机污染物具有较好的降解作用。     

生物活性炭-重力式超滤工艺处理优质原水效能对比研究

构建生物活性炭(BAC)-重力式超滤(GUF)组合工艺(BAC-GUF),对比研究BACGUF工艺与GUF工艺对水库水源水的除污染效能,明确了BAC的有机物去除特性以及对膜污染的控制作用。长期运行结果表明,BAC-GUF工艺和GUF工艺均可稳定、高效地去除浊度;BACGUF工艺对有机物和氨氮的去除效能明显提高,COD_Mn、UV_254、氨氮和亚硝酸盐氮去除率分别达到58.39%、47.62%、55.05%和86.57%,比GUF工艺分别提高了18.64、28.57、26.61和65.67个百分点。BAC对腐殖质类物质的去除效果显著,明显改善了BAC-GUF工艺的膜通量,有效缓解了膜污染程度,但也造成了蛋白质类物质对超滤膜的污染。BAC-GUF工艺的不可逆膜污染主要是蛋白质类和微生物代谢产物等,但膜污染程度可控,呈现稳定的趋势;GUF工艺的不可逆膜污染主要是腐殖质类物质,且呈现持续增加的趋势。     

新型超高分子量聚乙烯管式微滤膜处理高铁地下水的试验研究

采用新型超高分子量聚乙烯管式微滤膜为过滤介质,研究了预曝气-微滤组合工艺对高铁地下水的处理效果.结果表明:预曝气-微滤组合工艺对铁的去除率达90%以上,比单独微滤提高40%～60%,出水铁浓度小于0.1 mg/L,满足饮用水卫生标准;且有曝气时有毒有害微污染物去除效率高,对TOC、UV_(254)和UV_(410)的平均去除率分别为41.5%、82.1%和88.7%;有无曝气时对浊度的去除影响不大,去除率都大于95%,出水浊度小于0.2 NTU.铁等无机物是造成膜污染的主要原因,用2%～3% HCl清洗管内壁后再用清水反冲洗是处理此类膜污染的简单有效方式.     

O3-BAC深度处理黄浦江污染原水中试研究

对黄浦江原水进行O3 BAC工艺深度处理中试研究表明 :O3 BAC能在较长时间内保持对水中有机物的去除 ,CODMn的平均去除率为 2 7 5% ;TOC的平均去除率为 34 7% ;UV2 54 的平均去除率为 57%。该工艺还能去除水中的锰、色度等 ,能将Ames试验阳性的水转化为Ames试验阴性。