水廠臭氧預(yù)處理及臭氧活性炭深度處理生產(chǎn)運(yùn)行研究

魏鵬博

(南京水務(wù)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)飲用水的質(zhì)量要求越來越高。然而，當(dāng)下的水廠中水源的惡化問題越加嚴(yán)重，要滿足人們對(duì)水質(zhì)的高標(biāo)準(zhǔn)的要求，就必須進(jìn)一步做好凈水工藝，提升凈水處理水平，為人們提供符合標(biāo)準(zhǔn)、口感更佳的安全飲用水。

1．原水預(yù)臭氧對(duì)常規(guī)處理工藝的影響

1．1對(duì)常規(guī)處理混凝的影響

混凝是水廠進(jìn)行常規(guī)處理的第一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是水廠進(jìn)行常規(guī)處理的主要環(huán)節(jié)之一。對(duì)原水進(jìn)行預(yù)臭氧處理有助于混凝，這是因?yàn)樵A(yù)處理使水中的含氧有機(jī)物增加，促進(jìn)其與鈣鹽、金屬鹽水解產(chǎn)物等進(jìn)行反應(yīng)最后形成凝合體，從而減弱顆粒表面產(chǎn)生的靜電作用，導(dǎo)致溶解有機(jī)物發(fā)生聚合作用，并因此形成聚合電解質(zhì)，讓水中的膠體顆粒更易于脫穩(wěn)、沉淀。

1．2對(duì)常規(guī)處理水質(zhì)的影響

預(yù)臭氧對(duì)常規(guī)處理水質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在兩方面，一個(gè)是對(duì)除鐵和除錳所產(chǎn)生的影響，一個(gè)是對(duì)去除氨氮作用所產(chǎn)生的影響。鐵是水質(zhì)中有益于人身體健康的化學(xué)物質(zhì)，但當(dāng)水的含鐵量過高時(shí)，水就會(huì)有一種鐵腥味，破壞了水的味道并影響人體健康。若是作為工業(yè)用水，則會(huì)大大影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。錳也是一種化學(xué)物質(zhì)，攝入過高會(huì)對(duì)人體的健康有一定的不良影響。預(yù)臭氧中的臭氧可以將水中溶解性的錳與鐵氧化變成沒有溶解性的二氧化錳和三氧化二鐵，一部分經(jīng)過沉淀后被去除，一部分在砂濾池中被去除。被臭氧處理后的水中的含錳和含鐵量符合正常標(biāo)準(zhǔn)，所以，預(yù)臭氧促進(jìn)了砂濾池的除錳和除鐵的作用。

原水中的氨氮量過高不但會(huì)影響常規(guī)處理中的混凝效果，還會(huì)影響水的加氯消毒效果，并產(chǎn)生致癌鹵化物，對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害。預(yù)臭氧是在原水前加臭氧，經(jīng)過預(yù)臭氧處理之后的水中溶解氧飽和，有利于細(xì)菌的生長(zhǎng)與快速繁殖，隨著水的溫度和氣溫的不斷升高，砂濾池中亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌開始大量的繁殖，此類細(xì)菌可以通過硝化反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)去除氨氮的目的。

1．3對(duì)常規(guī)處理構(gòu)筑物運(yùn)行效果的影響

盡管預(yù)臭氧促進(jìn)了水處理構(gòu)筑物的除鐵除錳的作用，但對(duì)砂濾池的運(yùn)行效果造成了一定的影響。一方面由于亞硝化細(xì)菌與硝化細(xì)菌黏在濾砂顆粒的表面上，濾池的運(yùn)行周期被縮短，對(duì)濾池沖洗的要求也有所提高。另一方面，錳質(zhì)濾膜附在濾砂的表面，增加了濾砂的容重，使得在沖洗中較難完全將濾砂沖洗干凈。

2．常規(guī)處理與臭氧活性炭深度處理水質(zhì)的對(duì)比分析

2．1濁度

雖然濁度通常不會(huì)對(duì)人的身體健康造成不良影響，但當(dāng)水的濁度非常的大時(shí)，會(huì)讓人在感官上覺得水不干凈，而且形成濁度的懸浮物上大多都粘附著一些病毒和病菌等，對(duì)人的健康會(huì)帶來一定隱患。所以，降低水的濁度不但可以提升人對(duì)水的視覺感受，還可以減少水中的有害物質(zhì)。通過對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)臭氧活性炭深度處理水質(zhì)與常規(guī)水質(zhì)的處理在降低水的濁度方面并沒有明顯的差異，臭氧活性炭深度處理并沒有提高濁度處理的明顯效果。

2．2色度

水的色度并不會(huì)影響水的質(zhì)量，但是當(dāng)水的色度增大時(shí)，則表明水中很可能存在有毒物質(zhì)。某水廠研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)水進(jìn)行常規(guī)處理后水的色度去除率大約在57%左右，出廠水的色度大約為4.0度，對(duì)水進(jìn)行臭氧活性炭深度處理后，水的色度的去除率達(dá)到了94%，出廠時(shí)水的色度為1.0度。這說明了臭氧活性炭深度處理對(duì)水的色度去除具有明顯的作用。

2．3氨氮

進(jìn)行臭氧活性炭深度處理的情況下，水中氨氮的去除最開始是通過活性炭的吸附來進(jìn)行的，但一段時(shí)間后去除率逐漸降低。當(dāng)形成了生物膜后，主要是通過活性炭的生物作用來去除氨氮的，最后則主要是通過砂濾池來去除水中的氨氮。綜合分析，在深度處理過程中，前期氨氮的去除主要是因?yàn)闉V池濾料的吸附作用，中期則是因?yàn)闉V池濾料的生物作用，后期主要是依靠砂濾池濾料的生物去除的作用。這一系列變化表明了臭氧活性炭深度處理運(yùn)行初期對(duì)氨氮去除有一定作用，但是時(shí)間長(zhǎng)之后對(duì)沒有明顯的作用。

2．4耗氧量

耗氧量并不是水中污染物，而是有機(jī)物的綜合性指標(biāo)，水中含有的有機(jī)物過多，則表明水體被嚴(yán)重污染。某水廠對(duì)耗氧量進(jìn)行常規(guī)處理，去除率為37%，出廠水的含氧量為1.980mg/L，進(jìn)行臭氧活性炭深度處理后的去除率為60%，出廠水的含氧量為1.030mg/L?？梢钥闯鐾ㄟ^臭氧活性炭深度處理可以促進(jìn)耗氧量的去除。

2．5亞硝酸鹽氮

水中的亞硝酸鹽主要來自天然礦物溶蝕、污水的滲漏和化肥泄出等。亞硝酸鹽非常容易和胺結(jié)合，結(jié)合后產(chǎn)生具有致癌性的亞硝酸胺。此外，若是硝酸鹽在水中的含量過高還可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)“藍(lán)嬰兒綜合征”，因此，要嚴(yán)格的控制水中亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽氮在常規(guī)處理中的去除率大約為85%，出廠水中的含量為0.0120mg/L。深度處理后，去除率超過了95%，出廠水含量小于0.0010mg/L。說明了臭氧活性炭深度處理可以提高亞硝酸鹽氮的去除作用。

2．6錳、鐵

錳與鐵的去除比較相似，所以可以放在一起來分析。某水廠在進(jìn)行常規(guī)處理后，發(fā)現(xiàn)錳的去除率為27%，出廠水中錳的含量為0.080mg/L，對(duì)鐵的去除率則超過了89%，出廠水中的含量低于0.050mg/L。在經(jīng)過深度處理后，鐵與錳的去除率均超過了90%，出廠中的含量都幾乎為0，可以得出，臭氧活性炭深度處理可以促進(jìn)錳的去除;對(duì)鐵的去除沒有太明顯的作用，因?yàn)槌Ｒ?guī)處理中已經(jīng)去除了絕大部分的鐵。

結(jié)語:

通過以上分析，可以看出臭氧預(yù)處理對(duì)常規(guī)處理具有一定的影響，既有助于混凝，又可以促進(jìn)常規(guī)處理中對(duì)部分水質(zhì)指標(biāo)的去除，當(dāng)然，在一定程度上可能會(huì)影響常規(guī)處理中部分構(gòu)筑物的運(yùn)行效果。臭氧活性炭深度處理比常規(guī)處理相比有較好的提升作用，對(duì)許多水質(zhì)指標(biāo)的優(yōu)化能力顯著，具有很高的研究發(fā)展價(jià)值。

［1］時(shí)光輝．臭氧與活性炭深度處理長(zhǎng)江原水試驗(yàn)研究［D］．重慶大學(xué)，2013．

［2］張雪，張璐，華偉．臭氧—活性炭深度處理工藝對(duì)微污染水中有機(jī)物的去除特性［J］．給水排水，2012(S1)．

［3］劉文君，楊宏偉，張麗萍，李世俊，劉建廣，孫韶華，韓立能．高臭味、高溴離子引黃水庫水臭氧——生物活性炭處理技術(shù)研究與示范［J］．給水排水，2012(12)．