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。     

水环境中PPCPs的臭氧氧化和高级氧化技术

药物和个人护理用品(PPCPs)是最近十年引起关注的一类新型有机微量污染物,其对人类健康和生态环境安全的影响受到了越来越多的关注.传统的给水处理和污水处理工艺都不能有效去除水中的PPCPs,因此有必要采用臭氧氧化、高级氧化等工艺进行深度处理.臭氧是选择性氧化剂,其与PPCPs的反应受PPCPs的基团电子特性和溶液pH的影响;高级氧化技术产生的羟基自由基·OH氧化能力强,与PPCPs的反应没有选择性,主要包括O_3/H_2O_2、UV/H_2O_2、UV/TiO_2、芬顿和光芬顿氧化等.这些深度处理工艺的采用受一些因素的限制,同种工艺或不同工艺的组合能达到更高的去除效率.     

臭氧—平板陶瓷膜新型净水工艺中试研究

为应对饮用水源受到的有机物和氨氮的复合污染,对混凝—臭氧/陶瓷膜—活性炭池新型净水工艺进行中试研究。结果表明,臭氧可以在线控制膜污染,臭氧投加量2mg/L,间歇提高臭氧投加量至5mg/L时,陶瓷膜跨膜压差在通量100L/(m2·h)下运行5d后增长小于2kPa。臭氧促进了陶瓷膜对颗粒物的去除,投加臭氧时膜出水中大于2μm粒径的颗粒数低于10个/mL。新型净水工艺能有效去除受污染原水中的有机物和氨氮,工艺对UV254的去除率为65%~95%,CODMn去除率为71%~98%,出水CODMn低于0.5mg/L;原水氨氮3.5mg/L时,工艺出水氨氮0.1mg/L,且无亚硝态氮积累,氨氮基本转化为硝态氮。此外,新型净水工艺对卤乙酸生成势的去除率高于85%,大大提高了工艺出水的安全性。实现了传统工艺与深度处理工艺的叠加集成,对水厂升级改造具有重要意义。     

腐殖酸对溴酸盐生成与控制的影响研究

含溴水源水在应用臭氧氧化过程中,存在致癌物溴酸盐生成或超标(10μg/L)的风险,过氧化氢投加能有效控制溴酸盐,然而在以往的研究中,不同的水源水应用过氧化氢控制溴酸盐的效果存在很大差异。以我国东部某水源水作为研究对象,考察水源水质因素中腐殖酸类有机物对溴酸盐生成与控制的影响。研究发现该水源臭氧氧化过程中溴酸盐生成量达到17.52μg/L,水中腐殖酸浓度(以DOC计)的增加使得体系内溴酸盐的生成量有所降低,当DOC增加2.0mg/L时,溴酸盐生成量降低到10.11μg/L。过氧化氢控制溴酸盐过程中,随着H_2O_2/O_3(g/g)的增加,溴酸盐生成量逐渐降低,当H_2O_2/O_3(g/g)为1.0时,溴酸盐被控制在标准以内,为6.32μg/L。当原水中腐殖酸含量增加时,溴酸盐生成量随H_2O_2/O_3(g/g)的增加而逐渐降低,且导致所需投加过氧化氢量减少,当DOC增加1.0 mg/L时,H_2O_2/O_3(g/g)为0.1,即能将溴酸盐控制在9.52μg/L,DOC增加2.0mg/L时,H_2O_2/O_3(g/g)为0.1,溴酸盐控制在7.92μg/L。     

臭氧活性炭与背光催化联用降解水中三氯乙醛的研究

研究了臭氧活性炭与背光催化联用技术降解水中三氯乙醛的效果及其影响因素。研究结果表明,外加氧化剂的浓度、TiO_2负载量、起始液的pH、起始物浓度及光照时间对其降解效果有着明显影响。臭氧活性炭与光催化联用可有效降低水中三氯乙醛。当TiO_2负载量为2g、臭氧浓度1mg/L及活性炭质量150g,对起始物浓度20mg/L和pH 6.65的三氯乙醛溶液光照反应60min,三氯乙醛的光降解率可达99.9%。     

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。     

臭氧/双氧水/活性炭深度处理中试工艺效能评估

为评估双氧水在给水厂深度处理改造中的应用潜力，依托中试装置分析了臭氧/双氧水/活性炭工艺中氧化剂投加量和投加比对工艺处理效能的影响，结果表明：与臭氧/活性炭工艺相比，臭氧/双氧水/活性炭工艺对中试装置进水中的COD_Mn、土臭素、2-MIB、甲砜霉素和氟甲砜霉素均有更高的去除率，且对于水中富里酸类物质、溶解性微生物代谢产物及自生源组分的削减幅度更大，试验条件下的最优工况为O₃投加量1.0 mg/L,O₃/H₂O₂质量比2∶1。在水厂常规的臭氧投加规模下(0.5～1.5 mg/L),臭氧/双氧水/活性炭工艺出水基本没有双氧水残留的问题。     

农村生活供水臭氧和紫外线消毒应注意的问题

针对农村水厂的实际情况,根据试验结果,提出了农村生活供水臭氧和紫外线消毒应注意的几个问题:臭氧投加量和接触时间并非越大(长)越好,紫外线灭菌时有较佳的照射剂量上限,超过这一上限,消毒效果反而变差;臭氧的抑菌持续性好于紫外线,臭氧消毒后水样静置24 h,细菌基本没有滋生,而紫外线消毒后水样静置30 min时,细菌就开始滋生;臭氧和紫外线消毒后,水温越高,水中细菌增殖越快;经紫外线照射的水样,细菌光复活现象非常明显;选用消毒方法时应考虑原水水质。     

微污染水源水预氧化除藻试验研究

以微污染水库水为原水 ,采用臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、紫外线及其不同组合作为预氧化剂 ,进行了预氧化除藻的中试研究。试验结果表明 ,预氧化能够明显提高水中藻类的去除率 ,这些预氧化方法都可达到 90 %以上的除藻率。其中以紫外线对藻类的去除率最高 ,可达 97.8% ,但紫外线在生产上的应用受到限制 ;而单独使用臭氧时除藻效果相对较差。实际应用中预氧化除藻可采用臭氧 过氧化氢联合方案 ,或者在接触氧化时间允许情况下选用高锰酸钾方案     

NO2-N含量对预臭氧化工艺效果影响研究

探讨了深圳某给水厂原水中NO2--N含量对预臭氧化工艺效果的影响.室内静态试验结果表明,深圳原水的O3消耗量与NO2--N完全去除的比例为51(O3消耗量/NO2--N的理论值约为3.4);当原水NO2--N＜0.1 mg/L时,NO2--N对预臭氧工艺无影响,而当NO2--N＞0.18 mg/L后,预臭氧化工艺去除有机物效果(以UV254表征)明显降低;水厂生产结果表明,NO2--N含量对预臭氧化工艺中的臭氧投加量及处理效果具有显著影响,原水中较高的NO2-N还会对后续混凝沉淀和砂滤工序造成不良影响,原水经生物预处理和封闭管道改造后,NO2--N由0.12～1.85 mg/L降低到0.02～0.14 mg/L,CODMn去除率明显升高.     

投加H_2O_2控制溴酸盐技术在水厂深度处理工艺中的应用研究

对郑州某水厂深度处理改造过程中溴酸盐控制技术开展了为期一年的中试研究。结果表明在当地水源水质条件下,臭氧化过程中存在溴酸盐生成超标的风险;投加过氧化氢与臭氧联用,投加摩尔比1.5∶1,可有效控制较高臭氧投加量条件下的溴酸盐生成风险;而工艺中的剩余过氧化氢可通过后续的活性炭工艺完全消除。依据试验结果,在水厂深度处理改造工程设计中增加了相关过氧化氢投加装置及应用参数。     

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。     

基于O_3氧化技术去除废水中次磷酸盐的研究

通过小试考察了O_3/H_2O_2+FeSO_4工艺对实际废水中次磷酸盐的氧化效果,并与Fenton工艺进行对比。试验结果表明:O_3/H_2O_2+FeSO_4工艺对次磷酸盐氧化和总磷去除效果优于Fenton工艺。优化O_3浓度和H_2O_2投加量可使工艺获得较优工况。在较优的工况下,O_3/H_2O_2+FeSO_4工艺可将次磷酸盐近乎完全氧化,总磷去除率达到99%,利用Ca(OH)_2处理出水后,可达到进一步强化除磷和调节pH的目标,总磷和pH满足排放要求。     

氯作为水厂灭活剑水蚤药剂的可行性研究

探讨了氯对剑水蚤的灭活效能,并分析了以氯作为剑水蚤灭活药剂在给水厂常规工艺中应用的可行性。试验表明:氯的投加浓度、接触时间以及原水的有机物含量是灭活剑水蚤的主要影响因素。在给水厂运行的条件下,pH是次要因素。当原水泵站离给水厂有一定距离时,只要充分利用原水进入水厂前的时间,氯在较低的投加浓度下也能够起到灭活剑水蚤的作用。     

GAC强化砂滤对再生水紫外线消毒的影响研究

考察了GAC强化砂滤池预处理对再生水消毒的强化效果及污水处理厂二级出水消毒紫外线剂量与灭活率的关系.结果表明,GAC强化砂滤池对浊度和色度的平均去除率分别为60%和26.5%,对粒径4μm以上颗粒物平均去除率为89.2%,紫外线对总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率分别提高24.5%、23.3%.当紫外线剂量达到13 mJ/cm2时,出水总大肠菌群低于100个/L.试验表明,在再生水消毒工艺中,GAC强化砂滤预处理可明显提高紫外线消毒效果.     

出厂水中耐氯细菌的筛选及其消毒剂耐受性研究

对北方某市3个水厂出厂水中筛选出的4株耐氯细菌进行2种常见消毒剂的耐受性测试。结果表明,在耐氯菌的去除效率上,次氯酸钠消毒剂消毒效率比氯胺消毒剂高,能在30 min左右达到消毒效果,而氯胺则是需要更长的时间来达到预期消毒效果。对于4株长时间经受0.7 mg/L次氯酸钠的环境下筛选出的耐氯细菌,氯胺的消毒效果略好于次氯酸钠。4株细菌中,1号鞘脂单胞菌与4号芽孢杆菌对两种消毒剂均有较强的耐受性,1号鞘脂单胞菌在两种不同浓度消毒剂作用下去除率均无法达到2个数量级(99%),4号芽孢杆菌则是仅对高浓度氯胺较为敏感,3.0 mg/L的氯胺去除率最高可达1.9个数量级,次氯酸钠消毒剂对其几乎没有影响;2号芽孢杆菌与3号假单胞菌对两种消毒剂耐受性相对较差,其中2号细菌在2种高浓度消毒剂作用下基本可以全部去除,3号细菌在高浓度氯胺下则最高能达到3.6个数量级的去除率。建议水厂根据实际运行情况,采用间歇性提高浓度次氯酸钠浓度或更换氯胺消毒剂,防止耐氯细菌的富集与繁殖。     

液氯和次氯酸钠在供水管网消毒对比研究

为了比较NaClO消毒与液氯消毒的差异,实测了某水厂采用液氯、成品NaClO、现场制备NaClO消毒时管网消毒性水质指标沿程变化情况。结果表明,3种消毒剂的杀菌消毒效果没有显著差异,3种消毒剂产生的有效氯沿管网水力停留时间呈一级反应动力学衰减,成品NaClO、现场制备NaClO消毒出水的有效氯衰减速率相当,液氯消毒出水的有效氯衰减速率偏高。液氯消毒时管网起点pH低,沿途升高,NaClO消毒时相反。液氯消毒产生的可吸附总有机卤素(AOX)高于NaClO消毒的,同等温度下液氯消毒出厂水中的AOX浓度比NaClO消毒的高出21.5%。AOX浓度随管网沿程水力停留时间呈线性增长,液氯消毒的AOX增长速率比NaClO消毒的增大50%。NaClO消毒产生的氯酸盐显著高于液氯消毒的,液氯消毒出厂水中氯酸盐为痕量,而NaClO消毒的为0.058～0.082 mg/L,是液氯消毒的10～13倍。氯酸盐浓度随管网沿程水力停留时间呈线性增长,NaClO消毒后氯酸盐增长速率0.000 2 mg/(L·min),是液氯消毒的5倍。     

臭氧-活性炭工艺去除饮用水中典型内分泌干扰物试验研究

通过对臭氧-活性炭工艺和活性炭吸附等温线的研究,探讨了臭氧-活性炭工艺去除饮用水中微量典型内分泌干扰物的可行性.壬基酚(NP)、辛基酚(OP)和双酚A(BPA)被选作目标物质.研究发现臭氧氧化能去除30%以上的NP、OP和BPA;活性炭对NP、OP和BPA也有良好的去除效果,在空床停留时间4～12 min条件下能完全去除水中未被臭氧氧化的NP、OP和BPA;吸附等温线的数据可以用Freundlich公式拟合,并用来估算活性炭的饱和时间.试验证明臭氧-活性炭工艺是去除饮用水中微量典型内分泌干扰物的有效方法.     

紫外线消毒对水中余氯衰减规律的影响研究

对经紫外线消毒后水中余氯的衰减规律进行了研究,考察了pH、有机物含量、紫外线强度及剂量等因素对氯衰减速率的影响。结果表明:紫外线剂量低于40mJ/cm2时紫外线消毒对氯衰减基本没有影响,而当紫外线剂量大于40mJ/cm2时会加速氯的衰减速度,紫外线剂量从40mJ/cm2提高到1 000mJ/cm2时,水中余氯由3.2mg/L下降到2.8mg/L;低紫外线强度下氯的衰减速度低于高紫外线强度情况,如紫外线剂量为100mJ/cm2,紫外线强度为0.113 00mW/cm2和0.028 25mW/cm2时,水中余氯分别为2.31mg/L和2.63mg/L;在同一紫外线剂量下,pH偏酸性时氯衰减速度高于高pH情况;增加水中有机物浓度会加快氯的衰减速度。在实际应用低紫外线强度进行消毒时,如降低投氯量将不能有效保证管网水中的余氯量。     

河北应急水源的预臭氧化工艺研究

南水北调的应急工程是从河北四水库调水进京,四水库水源水质与密云水库水质相差较大.为了保证河北水进京后水厂工艺运行的稳定性,根据水厂现行工艺(混凝-沉淀-煤砂过滤-活性炭过滤)增加预臭氧在河北黄壁庄水库进行适应性研究.试验结果表明:在投加臭氧1.5～2.6 mg/L后炭出水基本无味;试验条件为:臭氧浓度0.4 mg/L,接触时间8 min时,预臭氧能够将剑水蚤杀死去除;预臭氧后系统对有机物去除效果较好,且沉后藻类去除率达到80%以上,煤滤池出水藻类低于2万个/L;中试系统煤滤池出水和炭滤池出水溴酸盐浓度均小于5 μg/L,因此臭氧氧化后不存在溴酸盐副产物超标的风险.同时,建议在河北水进京前测定水中MIB浓度,适时调整臭氧投加量,在有必要的情况下考虑增加粉末活性炭预吸附.