臭氧_生物活性炭工藝處理高藻引黃水庫水_圖文

1、32給水排水Vol.35No.32009臭氧生物活性炭工藝處理高藻引黃水庫水孫韶華賈瑞寶宋武昌(濟南市供排水監(jiān)測中心,濟南250033摘要以含溴離子的高藻引黃水庫水為處理對象,采用預(yù)臭氧常規(guī)處理臭氧生物活性炭組合工藝進行連續(xù)運行的中試研究。結(jié)果表明:組合工藝出水p H 為7.88.1,出水色度、濁度、COD Mn 、UV 254、TOC 、藻類總數(shù)和葉綠素a 的去除率分別為100%、97%、53.8%、83.7%、68.6%、99.6%和100%;出水檢出BrO -3,但含量處于安全范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞高藻水庫水預(yù)臭氧常規(guī)處理臭氧生物活性炭溴酸鹽飲用水源的藻類污染問題已經(jīng)成為凈水處理中的難題之一。研

2、究表明,臭氧除藻在控制氯化消毒副產(chǎn)物(DB Ps 方面具有明顯的優(yōu)勢1。目前對預(yù)臭氧和常規(guī)處理組合工藝除藻的研究較多2,3,而對預(yù)臭氧生物活性炭組合工藝處理高藻水的研究較少4。本文以引黃水庫原水為處理對象,采用預(yù)臭氧常規(guī)處理與臭氧生物活性炭組合工藝中試裝置,在高藻期連續(xù)運行,考察其對濁度、色度、有機物、藻類等的去除效果及水中臭氧氧化副產(chǎn)物溴酸鹽的變化情況。1材料與方法1.1原水水質(zhì)原水為山東省某一含溴離子的高藻期引黃水庫水,試驗期間主要水質(zhì)指標(biāo)見表1。表1山東省某引黃水庫水狀況p H COD Mn /mg/L 濁度/N TU 色度/度葉綠素a/g/L Br -/mg/L 溫度/8.38.636

3、37152520500.020.042325 1.2試驗裝置中試裝置包括預(yù)臭氧、常規(guī)處理(混凝沉淀過濾和臭氧生物活性炭深度處理單元,處理規(guī)模為1m 3/h ,工藝流程見圖1。原水經(jīng)提升后進入預(yù)臭氧接觸塔,再進入中間水箱,提升后進入常規(guī)處理裝置,然后進入主臭氧接觸塔,最后進入生物活性炭濾池。其中,預(yù)臭氧投加量為1mg/L ;混凝劑為聚氯化鋁鐵(PA FC ,投加量為15mg/L ;主臭氧投加山東省“泰山學(xué)者”建設(shè)工程專項經(jīng)費資助。1進水2提升泵3臭氧發(fā)生器4臭氧濃度監(jiān)測儀5氣體流量計6水射器7臭氧接觸塔8尾氣吸收裝置9中間水箱10折板絮凝池11斜板沉淀池12反沖洗水箱13砂濾池14常規(guī)處理一體化

4、裝置15臭氧管道16余臭氧管道17生物活性炭濾池18產(chǎn)水箱圖1試驗裝置示意量為2mg/L 。1.3檢測項目及方法p H :HI8424便攜式p H 計;濁度:Hach 2100P 濁度儀;高錳酸鹽指數(shù)(COD Mn :酸性高錳酸鉀法;UV 254:UV 2100紫外分光光度計;色度:標(biāo)準(zhǔn)色列比色法;葉綠素a (Chl 2a :分光光度法;Br -和BrO -3:離子色譜法;TOC :TOC 2VCP H 型總有機碳分析儀;水溫:溫度計。2試驗結(jié)果與討論試驗開始時,該組合工藝已連續(xù)運行6個月,生物活性炭濾池中的生物膜已經(jīng)穩(wěn)定生成,對有機物等污染物具有了生物去除作用。試驗在高藻期的9月和10月進行

5、,試驗期間對原水及各處理單元出水的p H 、濁度、色度、COD Mn 、UV 254、葉綠素a 等指標(biāo)給水排水Vol.35No.3200933每天檢測1次,并對TOC 、藻類計數(shù)、Br -、BrO -3等指標(biāo)每周檢測1次,從而考察組合工藝對原水的凈化效果。2.1出水p H 變化組合工藝出水p H 變化見圖2。由圖2可知,原水為弱堿性水且試驗期間p H 變化幅度不大,常規(guī)處理使p H 下降幅度最大,預(yù)臭氧及臭氧生物活性炭對p H 影響不大,最終出水p H 為7.88.1,滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(G B 57492006要求。常規(guī)處理采用的混凝劑PA FC 經(jīng)水解后消耗水中堿度,因而使p H 下降

6、幅度較大 。圖2出水p H 變化情況2.2對濁度和色度的去除效果組合工藝對色度和濁度的去除效果分別見圖3和圖4。由圖3可知,預(yù)臭氧對色度去除率貢獻最大,平均去除率為64.1%;其次為常規(guī)處理平均占總?cè)コ实?0.8%;經(jīng)臭氧生物活性炭處理后最終出水色度均為0。由圖4可知,預(yù)臭氧對濁度去除作用較小,平均約占總?cè)コ实?5.8%;濁度主要在常規(guī)處理單元經(jīng)混凝、沉淀、砂濾作用去除,由于原水呈弱堿性有利于濁度的混凝去除,出水濁度平均為0.34N TU ,總?cè)コ蔬_到93.1%;經(jīng)臭氧生物活性炭處理后濁度進一步降低,出水濁度平均為0.12N TU ,平均去除率達到97% 。圖3 色度去除效果圖4濁度去除

7、效果2.3對有機物的去除效果COD Mn 反映了水中能被高錳酸鉀氧化的還原態(tài)物質(zhì)(包括有機物和無機物的總和,而UV 254反映了含共軛雙鍵或苯環(huán)的有機物在水中的含量,對COD Mn 和UV 254的去除效果分別見圖5和圖6 。由圖5和圖6可知,高藻期原水COD Mn 和UV 254含量較高,此時藻類及其代謝產(chǎn)物為水中有機物的重要來源5;預(yù)臭氧后UV 254平均去除率為29.5%,而COD Mn 去除率僅為7.4%,預(yù)臭氧氧化大分子有機物而對有機物的去除效果較低,但提高了其混凝沉降性能;常規(guī)處理對COD Mn 和UV 254的去除率均較大,分別為42.7%和68.9%;經(jīng)臭氧生物活性炭的物理吸附

8、和生物降解作用,有機物得到進一步去除,最終出水COD Mn 平均為2.12mg/L ,UV 254平均為0.018cm -1,COD Mn 和UV 254 的去除率34給水排水Vol.35No.32009分別達到53.8%和83.7%。2.4對藻類的去除效果由藻類計數(shù)結(jié)果知,原水藻類總數(shù)為1000萬1200萬個/L ,預(yù)臭氧對藻類去除貢獻最大,出水為178萬200萬個/L ,平均去除率為83.6%;常規(guī)處理出水為32萬43萬個/L ,平均總?cè)コ蔬_到了97%;臭氧生物活性炭出水平均為4.1萬個/L ,此時總?cè)コ蔬_到了99.6%。葉綠素a 可間接表征水體中活藻含量,對葉綠素a 去除效果見圖7

9、。圖7葉綠素a 去除效果由圖7可知,預(yù)臭氧對葉綠素a 平均去除率為49.4%,常規(guī)處理出水葉綠素a 為0.39g/L ,總?cè)コ蔬_到了98.9%,而臭氧生物活性炭出水葉綠素a 接近0,去除率近100%。2.5其他指標(biāo)去除效果將每周檢測1次的組合工藝各處理單元出水藻總量、TOC 、Br -和BrO -3等指標(biāo)取其平均值,列入表2。由表2可知,原水中Br -濃度較大,但由于預(yù)臭氧投加量較小,氧化過程中BrO -3尚未形成;主臭氧投加量增加而有機物濃度降低,在氧化過程中產(chǎn)生BrO -3且其濃度超過0.01mg/L ,但經(jīng)生物活性炭處理后BrO -3濃度降至0.008mg/L ,Br -濃度增加,這是

10、由于生物活性炭將BrO -3還原為Br -而去除6,7。TOC 主要被常規(guī)工藝處理去除,最終去除率為68.6%。表2其他指標(biāo)去除效果處理單元Br -/mg/L TOC/mg/L 藻類計數(shù)/萬個/LBrO -3/mg/L 原水0.097 5.961194.6<0.001預(yù)臭氧0.096 4.893195.84<0.001常規(guī)處理0.099 2.68935.30<0.001主臭氧0.083 2.46718.320.013生物活性炭0.0871.8694.100.0083結(jié)論(1高藻原水經(jīng)預(yù)臭氧常規(guī)處理與臭氧生物活性炭組合工藝處理后出水水質(zhì)滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(G B 57492

11、006要求,對色度、濁度、有機物、藻類等去除效果明顯。(2常規(guī)處理過程中p H 下降幅度較大,最終出水p H 為7.88.1;色度主要通過預(yù)臭氧去除,最終出水色度為0;濁度主要在常規(guī)處理單元去除,最終出水濁度平均為0.12N TU ,平均去除率達到97%;最終出水COD Mn 平均為2.12mg/L ,UV 254平均為0.018cm -1,去除率分別為53.8%和83.7%;出水藻類總數(shù)平均為4.1萬個/L ,葉綠素a 為0,去除率分別為99.6%和100%。(3預(yù)臭氧未產(chǎn)生BrO -3;主臭氧氧化后BrO -3超標(biāo);生物活性炭具有降解BrO -3作用,出水BrO -3平均為0.008mg/

12、L ,低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值。參考文獻1Plummer J D ,Edzwald J K.Effect of ozone on algae as precursors for trihalomet hane and haloacetic acid production.Environ Sci Techn ,2001,35(18:366136682Widrig D L ,Gray K A ,McAuliffe K S.Removal of algal derivedorganic material by preozonation and coagulation :monitoring changes

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