原水除藻臭氧化水处理技术的两种不同工艺的方法.docx

原水除藻臭氧化水处理技术的两种不同工艺的方法㈠原水除藻臭氧化水处理技术的试剂法1、预氧化作用⑴氯预氧化氯消毒经济、有效、使用方便，应用历史最久，是目前国内采用最广泛的预 氧化剂采用氯预氧化可以明显提高对原水浊度和藻类的去除率，但有研究表明, 由于原水中含有较多的腐殖质类天然有机物，而氯预氧化所需要的投加量较高, 因而使用氯预氧化可能会在一定程度上导致消毒副产物（如三氯甲烷）浓度的增 加，影响出厂水水质⑵臭氧预氧化臭氧氧化和消毒同样历史悠久，欧洲国家使用较多在常用氧化剂中，臭氧 是氧化能力最强的在一定的浓度下，臭氧可以将相当多的有机物和无机还原性 物质彻底氧化分解;在较低浓度下，也可以将大分子有机物氧化为小分子有机物, 起到预氧化的作用对于藻类的去除也有比较好的作用效果臭氧极不稳定，分解是放出新生态氧：03 =2 + [0]新生态氧具有强氧 化能力，对顽强的微生物如病菌、芽泡等也有强大的杀伤力臭氧的消毒能力之 所以强，除氧化能力强以外，还可能由于渗入细胞壁能力强，亦可能由于臭氧破 坏细菌有机体链状结构而导致细菌死亡对藻类形态观察发现，臭氧对藻类具有 较大的破坏作用显微镜下经常可以见到氧化后断裂的残藻片段以及失去细胞质 的空细胞壁，而对臭氧预氧化后未经过其它处理的水样检测发现，藻类数量仍然 减少了 30%〜50%。

粉末活性炭的粒径一般为10~50|jm ,因其颗粒小，比表面积大，吸附速度较快，一般情况可与混凝过程相结合，直接投加到原水中，经混合吸附水中有机 和无机杂质后，粘附在絮体上的炭粒大部分在沉淀池中成为污泥后排除，常应用 于季节性水质恶化时的间歇处理以及粉末活性炭投加量不高时粉末活性炭吸附 效果特别显著，同时可增加絮凝矶花的核心作用，提高悬浮颗粒的碰撞机会，可 提高混凝工艺的处理效果，并有利于浮渣的去除采用粉末活性炭吸附工艺，能降低水体中的溶解性有机物含量，同时粉末活 性炭也能去除异嗅、异味物质，提高饮用水水质㈡原水除藻臭氧化水处理技术的非试剂法1、滤网除藻1963年华东市政工程设计院与上海市自来水公司等进行了此项试验研究 [13],以太湖水为水源，滤网滤速达21〜56cm/h ,相应水头损失2〜13cm , 由30次试验结果的平均值可见滤网除藻效率显著，除浊、除色、除耗氧量 CO DM n较差，混凝沉淀除藻不及滤网除藻1980〜1981年湖南大学、抚顺市建设局与自来水公司以大伙房水库水为原 水，进行了除藻试验,原水含藻平均203X103/L,在使用国产口号网（经100 , 纬700时 微滤机产水量可达30.7 ~127.2m3/h/m2藻类去除率平均达61% , 浮游动物去除率可达99.7% ,水头损失5〜15cm，微滤机冲洗水率1% ,电耗 每 1000m3 耗 10kw/ho2、直接过滤法⑴常规滤池直接过滤采用在石英滤料表面敷设一定厚度的大颗粒无烟煤的方式，可以有效地缓解 藻类对滤池的堵塞情况，延长滤池的过滤周期。

无烟煤的颗粒粒径越大，滤池的 工作周期越长应注意的是对于敷设无烟煤滤料的滤池，应考虑反冲洗方式对滤 料层结构和过滤效果的影响，选择适宜的反冲洗方式⑵辐射流滤池直接过滤试验武汉工业大学进行过辐射流滤池直接过滤试验，原水经加矶，加助滤剂聚丙 焙酰胺后，进入旋流反应池，反应历时5min ,然后经辐射流过滤器过滤，辐射 过滤器平面呈扇形，圆心角为22 1/2度，圆心至滤床进水表面半径ro=400mm , 滤床水平厚度800mm ,垂直高度300mm底部配水系统采用夹尼龙网的双层 穿孔板，孔板开孔率为2% ,采用均粒滤料，粒径1.00〜1.25mm ,以一双层滤 料滤池作对比 双层滤池采用cpl.25〜2.00mm的煤 厚400mm卬0.5〜1.0mm 的砂，厚400mm试验结果表明，由于采用了聚合氯化铝絮凝剂及聚丙烯酰胺 助滤剂，除藻、除浊效果均较⑴中直接过滤为好，辐射流过滤是减速过滤，其净 水效果与竖向流相近而略优⑶流化床接触絮凝澄清池试验武汉工业大学进行的活性砂絮凝沉淀试验,实质上流化床接触絮凝澄清（过 滤）试验，其工作原理是上升水流中的微粒在微涡体运动场中，依靠活性砂表面 吸附的高分子絮凝剂，具有大的表面和吸附力，通过架桥与网捕作用，截留水中 微粒，试验装置见文献。

试验成果表明，悬砂浓度以12000mg/L为妥,液面上 升速度以不大于3mm/s为妥聚丙烯酰胺PAM投加量与投砂的重量比3:10000 为宜，活性砂的成熟期坨，初期工作期8h、循环投砂期0.5h ,后续工作期4h ,该项设备经加斜管后，在高负荷下有防止上升水流挟带微粒的作用3、浮选分离法气浮法由于分离效率高，并兼有向水中充氧曝气的作用，所以特别适用于 处理低温、低浊、高藻、高色和受有机物污染的原水工程应用及研究均表明， 除分离无机及有机悬浮物外，气浮法对于水中溶解性有机物也有一定的去除效 果实际上，即使是在含沙量较大的江河水或混凝良好的水中，也还存同样适于 为气浮法所去除的小沉速颗粒更何况随着国内水环境受到日益严重的污染，许 多河水兼有了江河水与湖、塘、水库水的水质特征，如含藻量增多、色臭味加重、 并呈现季节性变化（如汉江水华现象），增加了混凝-沉淀-过滤工艺的处理难度 因此，将气浮工艺引入传统水处理流程中，可充分发挥气浮法与沉淀法各自的特 点，以期获得较好的处理效果实践表明，气浮工艺用于水厂改造，具有实用性强，应用面广、投资少、 见效快等特点，可作为处理微污染江河饮用水的一种备选方法。

对于缓解由于水 源污染而造成的处理难度，改善供水水质，降低制水成本，具有普遍的意义和较 高的应用价值4、生物（接触氧化）预处理除藻1989〜1991年中南设计院在武汉东湖水厂进行了生物接触氧化预处理除 藻试验，试验装置参见文献预处理池三级串联，内装3m高峰窝填料，由空压 机供气，气水依次逆流、顺流、逆流接触隐藻门、蓝藻门藻类易被氧化分解, 去除率可达90%以上，但绿藻门中的栅裂藻不易氧化，去除率仅43.8% ,硅藻 由于硅壳难于完全分解，去除率仅为65.4% ,气水比对水中溶解氧、水循环、 生物膜更新都有影响，从而影响藻类的去除率，提高气水比，有利于提高藻的去 除率水温对除藻率的影响呈一次线性关系水温低于202时，除藻率随藻负荷 （藻负荷为单位体积填料每小时负担藻类的数量）提高而下降，但幅度不大，如 当水温为5.5〜10℃时，藻负荷自200x107个/m3h ,上升到1380x107个 / m3h ,提高了 69倍，而藻的去除率仅从83%下降至67% ,可见生物处理对 藻的去除有较好的稳定性有资料说明，生物处理除藻的同时，氨氮的去除率达 80%〜95%，除浊率为48%〜80%，除色度率为30%〜60% , COD去除率为 18%~26% ,臭阈值冬季去除率为60%〜70% , Ames致突变率有所减弱。

5、光氧化法光氧化法是指在可见光或是紫外光（UV ）作用下进行的光化学、光催化或 是光敏化的氧化过程，也称为高级氧化法（AOPs ）⑴光化学氧化光化学氧化是指加入水体中的03、H2O2和02等氧化剂在紫外光作用下, 产生羟基自由基（OH ）强氧化性物质，大幅度地加快对水体中的有机物污染物 的降解作用光化学氧化能力与反应速率远远大于单独使用氧化剂的氧化能力 为了产生OH自由基和活化有机物，光化学需要较大的离解能短波长的紫外光 （波长为200〜280nm ）产生0H自由基最为有效，使用最广泛的紫外光光源 是低压阴离子汞灯（蒸汽压力在10-2-10-3在毫帕内）其放射光谱为253.7nm 的单色波长目前采用的主要工艺为UV-O3、UV-H2O2, UV-O3-H2O2和 UV-02-H202o⑵光催化氧化光催化氧化是指采用n型半导体作为催化剂，水分子经光照射后在催化剂 表面上失去电子生成羟基自由基0H与同时生成的02-和光生空穴等一起矿化 有机物Ti02被认为是目前n型半导体中催化型和稳定性最好的催化剂以Ti02 催化剂为例，为了完成电子跃迁，光催化需要光子能量必须大于Ti02的禁带宽 度（3.2eV ）,因此使用波长为300~400nm的紫外光，如高压汞灯、黑光灯和 紫外线杀菌灯，这些光源均能满足所需入射光的最大波长387nmo⑶光敏化氧化光敏化氧化是指在敏化剂的存在下，敏化剂被光照射后吸收光能,进入激发 态，激发态的敏化剂与溶解氧（D0 ）反应，产生强氧化能力的超氧负离子02- 或单线态氧102 ,从而氧化被激活的有机物。

天然水体中所含的微量染料和腐 殖质可以作为敏化剂，民户籍在反应过程中仅充当能量转移的媒介，与有机污染 物不发生直接反应，所以可循环使用，并且所需浓度很低光敏化氧化技术由于 其复杂性因而研究很少6、激光照射法激光照射法是目前我们课题组正在研究的一种新型除藻方法，利用激光的 生物效应，使用特定波长的激光照射含藻水，破坏藻体结构，使之死亡，以利于 通过混凝、沉淀等后续工艺除藻我们的研究表明，波长较短的紫外激光有较好 的除藻效果，照射时间在1到3分钟左右即可激光照射法的不足之处在于：设备昂贵，投资大，但随着激光技术的不断 发展，激光设备的成本正在不断下降，相信不久的将来我们就可以将廉价、高双 无污染的激光技术应用于水处理中7、电泳法由于藻类带正电荷，可以考虑采用电泳法分离水中的藻类该法趋向于研究在多相电场内分散颗粒的相互作用，其目的是降低悬浮物对聚集的稳定性，为 顺利地通过凝聚及絮凝过程而创造条件，而凝聚和絮凝过程可导致形成的聚集物 在切断电场后也不会分散，因而随后能加速沉淀作用或用过滤的方法去除它但 电凝结作用产生的沉淀物的湿度很大，十分疏松且易流动可以考虑改善电场条 件或加入特殊的试剂使之密实。

臭氧化技术目前在国内应用还不多，尚存在一些有待解决的问题首先是经 济问题，臭氧消毒设备复杂，投资大，耗电量大，且需要边生产边使用，不能储 存其次，据近年来关于臭氧消毒和去除有机物可能产生的潜在危害的研究表明： A.含有有机物的水经过臭氧处理后，有可能将致突变物质或TH Ms的前驱物如 腐殖酸等大分子有机物分解成小分子中间产物，而在这些中间产物中，也可能存 在致突变物质，除非臭氧投量高到足以使全部有机物无机化（从费用上考虑是不 现实的）因而，若在臭氧化后再加氯化（臭氧在水中不稳定，容易消失，不能 在管网中继续保持杀菌能力，故臭氧化后，通常还需加少量氯以维持水中一定的 余氯量），水中TH Ms也许仍会产生甚至更多B.在臭氧投量有限的情况下， 不可能去除水中氨氮，因而水中有机氮含量高时，臭氧则把有机氮氧化成氨氮, 致使水中的氨氮含量反而增高C.在臭氧的氧化作用下，有相当数量的藻类细 胞的物理形态被破坏，细胞质外泄，甚至相当多的藻类整个藻体全被分解而引起 藻类数量的减少因而，如果使用臭氧预氧化，可能会增加水中溶解性有机物的 含量，在有毒藻类存在时，可能会增加水中的藻毒素含量，引起水质的二次污染。

实际使用中，常把臭氧与能够去除溶解性有机物的后续工艺如活性炭吸附等 结合使用，来解决上述问题，其主要目的不在于消毒，而在于去除水中有机物 因为经臭氧化后，大分子有机物被臭氧分解成小分子中间产物，而这些中间产物 易被活性炭吸附或活性炭表面生物所降解，其后再加氯消毒，就无TH Ms产生 的危险⑶二氧化氯预氧化二氧化氢的氧化性比氯气强，剩余量更稳定，并能有效地控制水的色度、嗅 味等此外，二氧化氯的化学反应不同于氯，它与三氯甲烷（THMs ）前驱物几 乎不发生氯代反应，从而氯的消毒副产物可得到有效控制国际上将二氧化氯列 为饮用水AI级安全消毒剂一般来说，二氧化氮用作预氧化剂的剂量是预氯化的所需剂量的30%〜50% ,研究表明[5],当其投加量达到0.2mg/L时，对藻类有较好的杀灭 效果，但对氨氮和亚硝。