偶看新闻摇震的近义词是什么:【臭氧—活性炭联用工艺】 海宁市第二水厂采用
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 03:23:01
摘要：海宁市第二水厂采用臭氧—活性炭联用工艺有效提高出水水质，CODMn合格率由原4.64%提高到90.41%，平均值由3.73 mg/L降低至2.39mg/L，总结近一年的运行经验，对运行中的一些问题进行探讨，寻求更佳的运行参数。
关键词：臭氧 活性炭 提高水质 CODMn去除率
1 前言
海宁市第二水厂地处浙江省海宁市崇长公路与泰山港交界处，主要负责海宁西部地区城乡用水，建成于1999年7月，一期包括5万m3/d生物氧化预处理、常规处理设施。由于源水水质常年较差，单项氨氮为劣Ⅴ类（2006年平均为3.66mg/L），CODMn为Ⅳ类（2006年平均为7.40mg/L），仅靠生物氧化预处理和常规处理已无法满足最新的生活饮用水卫生标准（CODMn≤3.0 mg/L），因此水厂在2004年始建的二期5万m3/d扩建工程后又增建了10万m3/d的臭氧活性炭深度处理工艺设施。全部工程于2006年8月中旬完工，现在的二水厂拥有包括生物接触氧化预处理、加强常规处理、臭氧活性炭联用深度处理及废水处理四段处理工艺设施，其对有机污染物的去除能力大为提高。深度处理工艺使用前的2006年1～7月二水厂出厂水CODMn<3.0 mg/L的合格率只有4.64％，平均值为3.73 mg/L，深度处理工艺使用后的2007年1～7月出厂水的CODMn合格率上升为90.41％，平均值为2.39mg/L，效果非常显著。
本文重点介绍臭氧—活性炭联用工艺在二水厂中的应用情况和运行过程是的问题及解决方法。
2 二水厂臭氧—活性炭联用工艺原理及设施介绍
常规砂滤出水通过提升泵进入臭氧接触池，在接触池中与臭氧发生器生产的臭氧混合反应，经过活性炭滤池过滤完成整个深度处理过程。
2.1 臭氧发生器
臭氧发生器是生产臭氧的装置。臭氧是一种强氧化剂，氧化还原电位为2.07mV，仅次于氟，是氯的1.52倍。臭氧能快速氧化水中的有机物、低价铁和锰，有效改善处理水的嗅味和色度。臭氧能氧化水中的大多数有机物，如蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸、链式不饱和化合物、芳香烃等。在臭氧的作用下，不饱和化合物形成臭氧化物，臭氧化物水解，不饱和键断裂，就会形成较小的有机分子。
水厂的臭氧发生器采用2台德国WEDECO SMO 800型，单台臭氧产量7.5kgO3/h，总投加量≥3.5g/m3，气源为液氧，控制方式为PLC自控。
2.2 臭氧接触池
臭氧接触池有效水深7.0m，以10万吨/d进水计停留时间为15min。其臭氧投加分四段，第一段为重量的50％，第二段和第三段各为25％，第四段为后续反应，不投加臭氧。采用陶瓷式微孔扩散接触系统，臭氧向上流，水流向下流，以达到充分反应。此外在臭氧接触池出水顶池顶部，设有臭氧尾气收集管，收集残余臭氧至尾气破坏器。
2.3 BAC滤池
BAC滤池采用煤质颗粒活性炭，是煤炭经高温炭化和活化后得的疏水性吸附剂，因此具有良好的吸附性能及稳定的化学性能。活性炭比表面积高达700～1600m2/g，有很多各种性状的和大小的细孔。根据细孔的半径大小可分为大孔，半径100～1000nm；中孔，半径2～100nm，微孔，半径小于2nm，水处理中主要是中孔和微孔在起作用，它们对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果。
二水厂共有八格BAC滤池，每格长9.0m，宽8.55m，单格滤池面积64.8 m2 ×30目破碎碳，亚甲兰值为210mg/g，碘值为1021mg/g。炭层深2m，?，颗粒活性炭采用8 滤池高度为5.05m，冲洗方式为气水反冲，冲洗强度为气冲q1=10L/s?m2，q2=5.0L/s?m2, q3=1.5L/s?m2。水冲q水=3L/s?m2，q表=2.2L/s?m2。
3 水质的提高
臭氧活性炭联用工艺，臭氧在接触池中直接氧化有机物及断裂大分子有机物，通过BAC滤池的物理吸附、生物降解等作用去除断链的小分子有机物。
3.1有机污染物物理吸附阶段
活性炭滤池投入运行前需对颗粒活性炭进行浸泡、漂洗，砂滤水经臭氧接触反应后进入BAC滤池，这一阶段主要以活性炭物理吸附为主，有机物去除率较高。从图一可以看出CODMn去除率下降很快，CODMn去除率第一周为75％，至第13周，已降到45％。
图一 物理吸附阶段CODMn去除效果
3.2稳定运行阶段
使用运行至第4个月，活性炭的物理吸附能力显著下降，其亚甲兰值从210mg/g下降至130mg/g，对有机物的去除从物理吸附为主，逐渐转变为生物降解为主阶段，从第4个月至第11个月，BAC滤池一直处在这一阶段。从图二可以看出，这一阶段CODMn去除率较为稳定，一直保持在40％左右。
图二 生物降解阶段CODMn去除效果
4 影响因素
4.1水温的影响
进入冬季，水温持续下降，图2中第5个月是水温最低的月份，平均只有7℃，同时也是CODMn去除率最低的月份，平均只有30％左右，这是因为在颗粒活性炭物理吸附阶段过后，生物降解的作用越来越重要，水温越低，生物活性越低，造成有机物的去除率降低。
4.2臭氧投加量对臭氧活性炭深度处理工艺的影响
由于开始二水厂臭氧发生器未使用氮气投加装置，使液氧纯度过高，造成臭氧投加量一段时间（前10周）里一直较低，只能达到0.8mg/L左右，笔者分析正是臭氧投加量偏少对水厂的颗粒活性炭使用寿命产生了影响。从一些文献看臭氧投加量一般应保持在1.5mg/L左右，而颗粒活性炭的吸附性能也要到6个月后才会出现较大的下降，我们水厂的活性炭亚甲兰吸附能力在短短三个月后就下降了40％，物理吸附阶段的保持时间明显偏少。
臭氧投加量对水质处理效果也有影响，臭氧投加量只能达到0.8mg/L，10月27添加氮气投加装置后臭氧浓度达到了设定浓度，臭氧投加量增加到1.25 mg/L。图三显示的是水厂修复臭氧发生器前后CODMn去除率的变化情况，从图中我们看出，在我们将臭氧投加量提升以后CODMn去除率也跟着有所提高，臭氧投加量提高后CODMn去除率比前一周上升了5.16％。
图三 臭氧对CODMn的去除效果
4.3反冲洗周期对运行的影响
二水厂采用的是8×30目颗粒活性炭，碳层2m，进水浊度平均为0.29NTU，出水浊度平均为0.13NTU，有大量的悬浮物被截留，使得BAC滤池同时也发挥了常规滤池的作用。造成BAC滤池冲洗周期很短（52h）。究其原因，一方面我们的进水浊度偏高，影响了滤速，另一方面BAC滤池出口的观察井的挡墙偏高，增加了水头损失。
理论上讲频繁的反冲洗磨损了颗粒，降低了活性炭的使用寿命，又不利于生物膜的结成。因此我们在10月9日(使用了8周后)在观察井的挡墙底部钻了圆孔，使BAC滤池出水不必翻过挡墙，直接从圆孔流过，从而减少了水头损失。
打完孔后，冲洗周期从以前的平均52h提高到了平均101h。但随着BAC滤池滤速的提高，水力停留时间也相应减少。图四显示的是挡墙钻孔改造改造前后几天里CODMn去除率的变化情况，我们看到CODMn去除率略微出现下降，改造后一周的CODMn去除率平均比前一周下降了6.85％。
图四 反冲周期对CODMn去除效果
5 结论
5.1臭氧活性炭深度处理工艺能有效去除水中有机污染物，是取用微污染水源水厂的理想处理工艺。
5.2从水厂实际运行来看，适当提高臭氧投加量能延长活性炭使用寿命，提高CODMn去除率。
5.3冬季是臭氧活性碳深度处理工艺的薄弱期，应通过强化常规处理等其他手段降低常规沉淀水浊度，进而提高深度处理设施的进水水质，以保障深度处理出水水质。
5.4 BAC滤池的停留时间对有机物的处理效率有较大的影响。降低进水的浊度，控制滤速，减轻浊度对BAC滤池的负担，可达到延长反冲洗周期与提高出水水质。
5.5从实际运行效果来看，由于活性炭物理吸附性能下降很快，后期处理主要以生物降解为主，且在频繁的气水反冲中对颗粒活性炭的磨损很大，因此选择活性炭时可适当降低吸附参数，可更多的考虑选择高强度、高耐磨的活性炭。
关键词：臭氧 活性炭 提高水质 CODMn去除率
1 前言
海宁市第二水厂地处浙江省海宁市崇长公路与泰山港交界处，主要负责海宁西部地区城乡用水，建成于1999年7月，一期包括5万m3/d生物氧化预处理、常规处理设施。由于源水水质常年较差，单项氨氮为劣Ⅴ类（2006年平均为3.66mg/L），CODMn为Ⅳ类（2006年平均为7.40mg/L），仅靠生物氧化预处理和常规处理已无法满足最新的生活饮用水卫生标准（CODMn≤3.0 mg/L），因此水厂在2004年始建的二期5万m3/d扩建工程后又增建了10万m3/d的臭氧活性炭深度处理工艺设施。全部工程于2006年8月中旬完工，现在的二水厂拥有包括生物接触氧化预处理、加强常规处理、臭氧活性炭联用深度处理及废水处理四段处理工艺设施，其对有机污染物的去除能力大为提高。深度处理工艺使用前的2006年1～7月二水厂出厂水CODMn<3.0 mg/L的合格率只有4.64％，平均值为3.73 mg/L，深度处理工艺使用后的2007年1～7月出厂水的CODMn合格率上升为90.41％，平均值为2.39mg/L，效果非常显著。
本文重点介绍臭氧—活性炭联用工艺在二水厂中的应用情况和运行过程是的问题及解决方法。
2 二水厂臭氧—活性炭联用工艺原理及设施介绍
常规砂滤出水通过提升泵进入臭氧接触池，在接触池中与臭氧发生器生产的臭氧混合反应，经过活性炭滤池过滤完成整个深度处理过程。
2.1 臭氧发生器
臭氧发生器是生产臭氧的装置。臭氧是一种强氧化剂，氧化还原电位为2.07mV，仅次于氟，是氯的1.52倍。臭氧能快速氧化水中的有机物、低价铁和锰，有效改善处理水的嗅味和色度。臭氧能氧化水中的大多数有机物，如蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸、链式不饱和化合物、芳香烃等。在臭氧的作用下，不饱和化合物形成臭氧化物，臭氧化物水解，不饱和键断裂，就会形成较小的有机分子。
水厂的臭氧发生器采用2台德国WEDECO SMO 800型，单台臭氧产量7.5kgO3/h，总投加量≥3.5g/m3，气源为液氧，控制方式为PLC自控。
2.2 臭氧接触池
臭氧接触池有效水深7.0m，以10万吨/d进水计停留时间为15min。其臭氧投加分四段，第一段为重量的50％，第二段和第三段各为25％，第四段为后续反应，不投加臭氧。采用陶瓷式微孔扩散接触系统，臭氧向上流，水流向下流，以达到充分反应。此外在臭氧接触池出水顶池顶部，设有臭氧尾气收集管，收集残余臭氧至尾气破坏器。
2.3 BAC滤池
BAC滤池采用煤质颗粒活性炭，是煤炭经高温炭化和活化后得的疏水性吸附剂，因此具有良好的吸附性能及稳定的化学性能。活性炭比表面积高达700～1600m2/g，有很多各种性状的和大小的细孔。根据细孔的半径大小可分为大孔，半径100～1000nm；中孔，半径2～100nm，微孔，半径小于2nm，水处理中主要是中孔和微孔在起作用，它们对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果。
二水厂共有八格BAC滤池，每格长9.0m，宽8.55m，单格滤池面积64.8 m2 ×30目破碎碳，亚甲兰值为210mg/g，碘值为1021mg/g。炭层深2m，?，颗粒活性炭采用8 滤池高度为5.05m，冲洗方式为气水反冲，冲洗强度为气冲q1=10L/s?m2，q2=5.0L/s?m2, q3=1.5L/s?m2。水冲q水=3L/s?m2，q表=2.2L/s?m2。
3 水质的提高
臭氧活性炭联用工艺，臭氧在接触池中直接氧化有机物及断裂大分子有机物，通过BAC滤池的物理吸附、生物降解等作用去除断链的小分子有机物。
3.1有机污染物物理吸附阶段
活性炭滤池投入运行前需对颗粒活性炭进行浸泡、漂洗，砂滤水经臭氧接触反应后进入BAC滤池，这一阶段主要以活性炭物理吸附为主，有机物去除率较高。从图一可以看出CODMn去除率下降很快，CODMn去除率第一周为75％，至第13周，已降到45％。
图一 物理吸附阶段CODMn去除效果
3.2稳定运行阶段
使用运行至第4个月，活性炭的物理吸附能力显著下降，其亚甲兰值从210mg/g下降至130mg/g，对有机物的去除从物理吸附为主，逐渐转变为生物降解为主阶段，从第4个月至第11个月，BAC滤池一直处在这一阶段。从图二可以看出，这一阶段CODMn去除率较为稳定，一直保持在40％左右。
图二 生物降解阶段CODMn去除效果
4 影响因素
4.1水温的影响
进入冬季，水温持续下降，图2中第5个月是水温最低的月份，平均只有7℃，同时也是CODMn去除率最低的月份，平均只有30％左右，这是因为在颗粒活性炭物理吸附阶段过后，生物降解的作用越来越重要，水温越低，生物活性越低，造成有机物的去除率降低。
4.2臭氧投加量对臭氧活性炭深度处理工艺的影响
由于开始二水厂臭氧发生器未使用氮气投加装置，使液氧纯度过高，造成臭氧投加量一段时间（前10周）里一直较低，只能达到0.8mg/L左右，笔者分析正是臭氧投加量偏少对水厂的颗粒活性炭使用寿命产生了影响。从一些文献看臭氧投加量一般应保持在1.5mg/L左右，而颗粒活性炭的吸附性能也要到6个月后才会出现较大的下降，我们水厂的活性炭亚甲兰吸附能力在短短三个月后就下降了40％，物理吸附阶段的保持时间明显偏少。
臭氧投加量对水质处理效果也有影响，臭氧投加量只能达到0.8mg/L，10月27添加氮气投加装置后臭氧浓度达到了设定浓度，臭氧投加量增加到1.25 mg/L。图三显示的是水厂修复臭氧发生器前后CODMn去除率的变化情况，从图中我们看出，在我们将臭氧投加量提升以后CODMn去除率也跟着有所提高，臭氧投加量提高后CODMn去除率比前一周上升了5.16％。
图三 臭氧对CODMn的去除效果
4.3反冲洗周期对运行的影响
二水厂采用的是8×30目颗粒活性炭，碳层2m，进水浊度平均为0.29NTU，出水浊度平均为0.13NTU，有大量的悬浮物被截留，使得BAC滤池同时也发挥了常规滤池的作用。造成BAC滤池冲洗周期很短（52h）。究其原因，一方面我们的进水浊度偏高，影响了滤速，另一方面BAC滤池出口的观察井的挡墙偏高，增加了水头损失。
理论上讲频繁的反冲洗磨损了颗粒，降低了活性炭的使用寿命，又不利于生物膜的结成。因此我们在10月9日(使用了8周后)在观察井的挡墙底部钻了圆孔，使BAC滤池出水不必翻过挡墙，直接从圆孔流过，从而减少了水头损失。
打完孔后，冲洗周期从以前的平均52h提高到了平均101h。但随着BAC滤池滤速的提高，水力停留时间也相应减少。图四显示的是挡墙钻孔改造改造前后几天里CODMn去除率的变化情况，我们看到CODMn去除率略微出现下降，改造后一周的CODMn去除率平均比前一周下降了6.85％。
图四 反冲周期对CODMn去除效果
5 结论
5.1臭氧活性炭深度处理工艺能有效去除水中有机污染物，是取用微污染水源水厂的理想处理工艺。
5.2从水厂实际运行来看，适当提高臭氧投加量能延长活性炭使用寿命，提高CODMn去除率。
5.3冬季是臭氧活性碳深度处理工艺的薄弱期，应通过强化常规处理等其他手段降低常规沉淀水浊度，进而提高深度处理设施的进水水质，以保障深度处理出水水质。
5.4 BAC滤池的停留时间对有机物的处理效率有较大的影响。降低进水的浊度，控制滤速，减轻浊度对BAC滤池的负担，可达到延长反冲洗周期与提高出水水质。
5.5从实际运行效果来看，由于活性炭物理吸附性能下降很快，后期处理主要以生物降解为主，且在频繁的气水反冲中对颗粒活性炭的磨损很大，因此选择活性炭时可适当降低吸附参数，可更多的考虑选择高强度、高耐磨的活性炭。