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臭氧-生物活性炭联合处理补给水中的有机物
发布时间:2011/3/31  阅读次数:2466  字体大小: 【】 【】【
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试验用水中有机物种类较多、数量微小,不宜做到单项检测,故试验采用测定比较简单、结果较为可靠的CODMn 表示有机物的总量。水样中紫外吸光值测定基于大多数溶解性有机物对紫外光的吸收,尤其是不饱和烃类和芳香族化合物吸收紫外光更为强烈,能够敏捷地反映臭氧对水中有机物的去除。
在O3 通入量为3mg/L 时停留时间为5、10、15、20、25min 时测定出水CODMn 和UV254,其结果如图2。

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由图2 可以得出以下结论:(1) 原水经过臭氧氧化,CODMn 的值不仅没有降低,反而有所升高,原因是原水中开始不能被高锰酸钾氧化的有机物,经过臭氧的氧化后,由于物质的形态的改变,又可以被高锰酸钾氧化,所以CODMn 的值又升高,这说明臭氧的氧化能力比高锰酸钾还要强,是一种良好的氧化剂。(2)停留时间在10min 以前,CODMn 的值变化很快,说明臭氧与有机物发生反应需要一定的时间。(3)CODMn 在20min 以后的变化不大,说明在20min 以后水中的有机物氧化已趋于稳定。(4)吸光度的变化趋势和CODMn 值是一致的。(5)在通入臭氧后,氧化的最佳时间是20min。
2.2 生物活性炭接触时间对氧化效果的影响
为了取得生物活性炭过滤器在运行时接触时间的最佳值,进行了如下实验:
(1) 将臭氧氧化部分与生物活性炭过滤器分离,在臭氧接触吸收柱后面置一个中间水箱。
(2) 臭氧的运行参数选择:臭氧的投加量为 3~4mg/L、接触时间为:20min。
(3) 分别调整流量,使生物活性炭过滤器的接触时间分别为:5、10、15、20、25、30分钟。
(4) 在生物活性炭过滤器出口取样,分别测定其CODMn 和UV254 的值,所得实验结果如图3 所示:

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由上图所示的CODMn 和UV254 随着接触时间的变化曲线可以看出:在接触时间小于20min 时,出水的CODMn 和UV254 的值随着接触时间的增加不断的降低,这说明出水中有机物的量在不断的降低。在接触时间大于20min 后,出水中CODMn 和UV254 的变化趋于缓慢,基本维持在一个稳定的值,这时随着接触时间的增长,水中有机物不再随着时间的增加而降低。因此,生物活性炭过滤器的最佳接触时间为20min。
2.3 O3-BAC 工艺对有机物去除率
臭氧-生物活性炭联用系统是利用臭氧—生物活性炭的协同优势,对水中的有机物进行联合降解,现考察该系统对有机物的去除效果,进出水的CODMn 和UV254 变化如图4。

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由以上的数据可以得出结论:原水在经过整个系统后,有机物的含量有明显的降低,其中CODMn 的平均去除率为52.57%,UV254 吸光度的平均去除率为 68.15%。
3 臭氧生物活性炭系统的技术经济分析
3.1 臭氧—生物活性炭的技术特点
O3—BAC 处理技术的优势首先在于臭氧较高的氧化能力,它能将水中的难降解有机物进行深度氧化,部分人工合成的有机物会被转化成为能被活性炭吸附和可生物降解的形式;其次在于微生物能将活性炭吸附的有机物去除,将活性炭内这部分物质所占有的吸附位置重新空出来,从而达到生物自身再生的过程,因此可以长时间地保持活性炭的吸附能力。活性炭的生物再生作用既可以在连续运行状态下进行,又可以在过饱和后单独进行,从而大大地延长了活性炭的使用寿命。西欧的各水厂的预臭氧化和生物活性炭联合工艺过程的资料[3,4]表明:有机物的去除能力比原有系统增加约10 倍;活性炭的运行寿命增加约6 倍,可达3年;在活性炭床中,同时去除有机物和溶解氧,这样既可以减少有机物对补给水处理系统的破坏,又降低了溶解氧对补给水处理系统的威胁。
3.2 臭氧—生物活性炭的经济性分析
若按臭氧投加量为3mg/L 计,每公斤臭氧可处理产出330m3 自来水,每公斤臭氧需电耗约30~35kW·h,按每度电为0.75 元计算,则每次处理一立方自来水所需费用约0 .08 元;另外,由于生物活性炭的再生周期一般为2~3 年,若按使用五个周期后全部报废计算,每立方自来水的耗炭成本约为0.05~0.06 元,总的制水成本在0.15 元左右。因此,臭氧生物活性炭净水工艺的制水成本是比较经济的。

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