臭氧/活性炭法常规处理珠江水系不同原水

Posted 2023-01-11 臭氧

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摘要：以东江、西江和北江3种原水为研究对象，采用臭氧预处理-常规处理-臭氧活性炭系列处理，研究原水中有机物的去除及臭氧化副产物的产生和转化。结果表明，东江、西江和北江水中CODMn、UV254、甲醛和溴酸盐沿各处理单元过程变化规律基本一致；CODMn总去除率分别为60%、51%和39%，UV254总去除率分别为74%、96%和97%，最终出水甲醛浓度分别为0.004 mg/L、0 mg/L和0 mg/L，BrO3-分别为3.1 μg/L、8.7 μg/L和35.5 μg/L；CODMn的去除主要在预臭氧和活性炭过滤2个处理单元，预臭氧对UV254总去除率贡献最大，甲醛和溴酸盐浓度在主臭氧处理单元达到其峰值（西江甲醛除外）；氨氮和有机物浓度较低、pH值较高的北江原水，出水溴酸盐浓度最高。

工农业生产向珠江流域排放增加和饮用水水质标准的提高，常规净水工艺难以满足日益严格的水质标准，因此，辅以预处理工艺和深度处理工艺，是改善出厂水水质的必要手段。臭氧/活性炭法（O3/GAC）是将臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附及臭氧灭菌消毒等3种技术联用的工艺。它是在活性炭滤池之前通过预臭氧及主臭氧等。在臭氧接触反应池中发生臭氧接触氧化反应，将水中有机污染物氧化降解，从而将大分子物质分解为小分子中间产物，这些中间产物可以被活性炭吸附。然而，该工艺也会产生溴酸盐和甲醛等副产物。目前已经证明，溴酸盐对动物的肝脏具有致癌作用，甚至会导致DNA损伤。

而甲醛被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是潜在的强致突变物之一。我国最新颁布实施的生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）已将BrO3-和甲醛纳入水质常规检测指标，并规定BrO3-的限值为10微克每升，甲醛含量应小于0.9mg/l。

目前关于珠江水系原水臭氧化处理时沿程各处理单元的副产物变化的研究报道不多见。因此，本研究采用模拟实验考察臭氧预处理-常规处理工艺-臭氧活性炭组合工艺对珠江水系不同原水的有机物的去除及臭氧化副产物生成和转化，探讨该工艺用于净化此类水质原水的可行性。。

1 实验部分

1.1实验装置

本实验主要装置为一自制的2l柱状玻璃反应器，如图1所示。实验中臭氧由氧气源臭氧发生器发生，预臭氧和主臭氧两个步骤都在该装置中进行。臭氧投加量通过改变通入反应器的臭氧气体流量和通入臭氧的时间来调整。为使臭氧迅速溶解，反应器底部进气口布有砂芯曝气头，并同时采用磁力搅拌器快速搅拌。反应器设有一个取样口，采用注射器取样。尾气通过2%的KI溶液吸收后排向空气中。

混凝实验采用烧杯搅拌法，实验在ZR4-6六联搅拌器上进行。搅拌程序为：加入一定量30 mg/lPAC储备液后，快速搅拌2min，转速为200r/min；然后慢速搅拌10min，转速为50 r/min混凝后沉淀30 min，取上层清液。

活性炭过滤实验在一个高1m，内径0.05m，有机玻璃制成的活性炭柱内进行。活性炭粒径为1.0～2.5min，填充高度为0.8m，装填密度为500g/l，滤速8m/h。

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