饮用水预臭氧化与预氯化对比中试研究_付乐

第35卷第12期辽宁化工Vol.35,No.122006年12月LiaoningChemicalIndustryDecember,2006饮用水预臭氧化与预氯化对比中试研究付乐1,陶涛1,曹国栋2,朱建国3,李跃增3(1.华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074;2.佛山市水业集团公司,广东佛山528000;3.中国市政工程中南设计研究院,湖北武汉430010)摘要:通过常规处理预臭氧化和预氯化中试,对比研究了两种预氧化工艺对浊度、有机物、氨氮及消毒副产物前体物的去除效果。结果表明,预臭氧化后砂滤池出水中浊度平均值小于0.1NTU,CODMn、UV254、TOC平均去除率分别为50.70%、84.60%、85.22%,去除效果明显优于预氯化。预臭氧化能有效去除消毒副产物前体物,氯消毒后CHCl3浓度为0.17μg/L,约为无预处理时的1/7,而预氯化会增加消毒副产物的生成量。关键词:饮用水;预处理;臭氧化;氯化中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:10040935(2006)12071804水源污染的加剧和水质标准的提高给饮用水处理提出了更高的要求。针对常规处理的不足,各种预氧化技术也应运而生。臭氧预氧化因具有氧化能力强、反应速度快、原料易得、使用方便等优点,近年来越来越受到人们的重视。目前关于预臭氧化的研究比较多,但对与成本相对较低、目前使用较多的预氯化的对比研究却比较少,且由于源水水质的差异,氧化效果也不同。本文针对北江源水进行了预臭氧化和预氯化对比中试研究,为新水厂的建设提供参考。1材料与方法1.1试验装置中试基地设于北江流域某给水厂内,试验装置如图1所示。试验装置中各单元设施及管道均采用不锈钢材质。预臭氧接触塔采用圆柱形结构,直径350mm,高6.10m,臭氧用水射器投加。臭氧发生器为WEDECOGSO-20型,以氧气为气源,余臭氧采用加热破坏。机械混合池与絮凝沉淀池合建,孔室絮凝池为六格串联形式。斜管沉淀池中斜管外切圆直经25mm,倾角60度,长1000mm。砂滤池滤层厚度1500mm,粒径1.1～1.3mm。图1中试装置示意图1.2工艺参数试验规模为6m3/h。预臭氧投加量为1mg/L,接触时间为5min。预加氯采用次氯酸钠,投加量为1.5mg/L。絮凝剂采用液体硫酸铝,投加量按固体11mg/L控制,混合时间30～45s,絮凝时间20min,沉淀池上升流速1.5mm/L,砂滤池滤速8m/h,消毒采用NaClO溶液,加氯量按接触30min后余氯0.6～0.7mg/L控制。1.3试验方法在预臭氧、预加氯和无预处理3种情况下进收稿日期:2006-09-06作者简介:付乐(1982-),男,硕士研究生。行3组试验,比较3种预处理情况下常规工艺出水水质,分析预臭氧和预加氯对水中污染物质的去除效果。水质分析时,常规检测项目按照GB5750-85标准,有机物分析按照GB8972-88标准。2试验结果与分析2.1浊度的去除浊度不仅是饮用水的感官性状指标,随着浊度的降低,吸附于胶体颗粒的有机物以及溶解度较低的微量有机物也会相应降低,各种微生物和病毒也能随浊度的去除而减少,尽可能降低出水浊度实际上已超出了降低浊度本身的意义[1]。不同方式的预处理时常规处理出水浊度如图2所示。在预臭氧、预加氯和无预处理3种情况下,常规处理出水浊度的平均值分别为0.095NTU、0.129NTU、0.140NTU;平均去除率分别为:99.27%、99.02%、99.02%。臭氧预处理时,常规处理出水浊度的去除效果最优,浊度平均值<0.1NTU。臭氧是强氧化剂,可以改变水中悬浮固体颗粒的表面特性,有利于混凝,同时,臭氧的微絮凝效应也有助于有机胶体和颗粒物的混凝。预臭氧化产生微絮凝的可能机理是[2]:增加水中含氧官能团有机物(如羧酸等)而使其与金属盐水解产物、钙盐等形成聚合体,降低无机颗粒表面NOM的静电作用,引起溶解有机物的聚合作用而形成具吸附架桥能力的聚合电解质,使稳定性高的藻类脱稳、产生共沉淀等。图2常规处理出水浊度2.2有机物的去除预臭氧、预加氯及无预处理3种情况下砂滤出水中CODMn平均值分别为:0.77mg/L、0.97mg/L、1.12mg/L,平均去除率分别为:50.70%、36.48%、33.18%;UV254平均值分别为:0.016cm-1、0.023cm-1、0.024cm-1,平均去除率分别为84.60%、75.71%、75.45%;TOC的平均值分别为:0.58mg/L、1.08mg/L、1.10mg/L,平均去除率分别为85.22%、72.10%、65.60%。有机物的去除效果如图3至图5所示。预臭氧化后砂滤池出水与无预处理时相比,CODMn的去除率提高约17.52%,UV254的去除率提高9.15%,TOC的去