七種飲用水處理工藝對強化水中有機物去除效果的比較課件

Comparisonofsevenkindsofdrinkingwatertreatmentprocessestoenhanceorganicmaterialremoval

七種飲用水處理工藝對強化水中有機物去除效果的比較

框架研究背景材料和方法數(shù)據(jù)與討論結(jié)論1234一、研究背景1、自20世紀(jì)80年代以來在世界各地，有機物質(zhì)，特別是天然有機物（NOM）已經(jīng)成為水處理工藝的一個重要的焦點。2、在我國北方城市，70%以上的水源為地表水,有機物污染嚴(yán)重,藻類大量繁殖,各種浮游生物孳生,高濃度有機物已經(jīng)嚴(yán)重影響了水質(zhì)和公眾健康。普通的預(yù)加氯過程會產(chǎn)生較高濃度的消毒副產(chǎn)物；較高濃度的有機物也會導(dǎo)致配水系統(tǒng)中的細菌再生長以及生物穩(wěn)定性的惡化。3、傳統(tǒng)的“混凝-沉淀-過濾-消毒”工藝，只能使CODMn的去除率達到20%–30%。當(dāng)水源水的CODMn濃度超過4mg/L時，傳統(tǒng)處理方法的終端出水已不能達到新國標(biāo)。此外，由于糟糕的原水水質(zhì)質(zhì)量，陳舊的水廠及運行不好的操作使得有機物的去除效果更低。一、研究背景4、Jacangeloetal.、Owenetal.及USEPA均認為：加強混凝、GAC的吸附和膜過濾(NF)可有效的去除有機物。Chaiketetal.研究了混凝、臭氧化和生物過濾控制DBPs的有效性，并提出生物過濾后的中間臭氧化是去除DBP前體物的最有效過程。(考慮到經(jīng)濟因素，NF將不包括在本項研究中)因此，本項研究將對比7種不同的組合工藝流程對有機物的去除效果?！ざ?、材料和方法1、原水水質(zhì)：堿度、CODMn濃度較高日期濁度（NTU）溫度(°C)pH堿度(mg/l)NH3-N(mg/l)CODMn(mg/l)TOC(mg/l)UV254(mg/l)藻濃度(×106/l)20016.18.561870.115.656.450.1162720016.48.621910.126.00-0.128-20024.68.111900.065.546.110.082520024.58.15-0.075.47-0.085-20028.47.981830.064.755.510.090212004.8.257.528.78.04-0.064.61-0.091-此原水是從200公里外的黃河運輸過來后儲存在一個大型水庫里。

二、材料和方法3、水質(zhì)參數(shù)和分析方法（1）CODMn：在PH<2100°C條件下用高錳酸鉀氧化30分鐘，然后用草酸鈉和高錳酸鉀滴定。（2）

AOC：假單孢熒光菌菌株P(guān)-17接種到巴氏滅菌后的水樣中22°C培養(yǎng)2天。對P-17菌落計數(shù)后，對水樣再次巴氏滅菌殺死P-17。用螺旋菌NOX接種水樣在22°C培養(yǎng)3天.該計算值為菌落數(shù)乘以每種菌株的產(chǎn)率。（3）BODC：在20°C培養(yǎng)28天后細菌的DOC損失值。（4）THMs：頂空氣相色譜法。（5）HAAs：氣相色譜法。水樣的預(yù)處理是在PH=0.5時用甲基叔丁基醚微萃取以及用酸性甲醇進行甲基化。本研究使用的是電子捕獲檢測器和HP-5毛細管柱ShimadzuGC-17A氣相色譜。三、數(shù)據(jù)與討論1、有機物的去除(1)傳統(tǒng)工藝CODMn（mg/L）原水5.65出水[1]4.95[1]：“出水”均為“混凝-氣浮-過濾”后出水（2）傳統(tǒng)+GACCODMn（mg/L）（3）傳統(tǒng)+O3-BACCODMn（mg/L）原水5.65原水6.00出水[1]4.95出水[1]4.98GAC出水3.95O3-BAC出水2.79傳統(tǒng)的混凝-氣浮-過濾工藝去除效果不好，去除率僅為12%-17%。傳統(tǒng)工藝+GAC，其出水CODMn濃度為3.95mg/L，仍不能滿足標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)工藝+O3-BAC，其出水CODMn濃度為2.79mg/L，可達到標(biāo)準(zhǔn)。三、數(shù)據(jù)與討論2、生物穩(wěn)定性的控制

AOC和BDOC是揭示配水系統(tǒng)中有機物濃度是否對細菌再生長有利的常見參數(shù)。LeChevallieretal.報道，在AOC濃度低于50μg/L時，管道中的微生物很難再生長。在管道中有余氯的條件下，終端出水的AOC濃度低于100μg/L，即可視為生物穩(wěn)定。一般來說，傳統(tǒng)法的AOC去除率一般。然而，更新后的水凈化工藝必須解決控制CODMn或控制AOC的沖突。加入氧化劑，如臭氧、高錳酸鹽、氯氣來消毒，能將大分子有機物分解成小分子物質(zhì)但會導(dǎo)致AOC的增加。因此，去除CODMn的氧化過程會降低生物穩(wěn)定性。GAC的吸收和BAC生物降解可有效地減少基質(zhì)并且保留生物穩(wěn)定性。因此，整體控制CODMn和AOC最廣為接受的解決方案是化學(xué)氧化+GAC或BAC的組合工藝。三、數(shù)據(jù)與討論（2）傳統(tǒng)+GACAOC（μg/L）原水178出水[1]161GAC出水36自由性氯消毒出水92

過程2GAC出水的AOC濃度雖然低于50μg/L。然而，這樣的組合工藝不能滿足CODMn濃度標(biāo)準(zhǔn)，并且限制了GAC的吸附能力。GAC吸附的平均壽命為一年左右。因此，O3-BAC的深度處理對去除所有有機物十分必要。

[1]：“出水”均為“混凝-氣浮-過濾”后出水三、數(shù)據(jù)與討論（3）傳統(tǒng)+O3-BACAOC（μg/L）（6）Pre-O3+傳統(tǒng)+O3-BACAOC（μg/L）

原水183原水178出水[1]55Pre-O3出水160O3-BAC出水35出水[1]72順序氯化出水48O3-BAC出水62順序氯化出水85

過程3和6所示。臭氧可以分解難降解的有機物來提高其可生物降解性。后續(xù)的BAC可通過生物降解和吸附可提高有機物去除率。

消毒過程也會導(dǎo)致AOC的增加。

游離氯會使AOC增加150%左右，短時游離氯后轉(zhuǎn)氯胺的順序消毒會使AOC增加37%左右。后者能提供一個更好的生物穩(wěn)定性控制。三、數(shù)據(jù)與討論各項有機綜合指標(biāo)分析結(jié)果表不具線性關(guān)系三、數(shù)據(jù)與討論

實際在水力停留時間為120分鐘時清水井的出水會產(chǎn)生大量DBP（左下圖）。順序氯化消毒(短時游離氯后轉(zhuǎn)氯胺)的HAA和THM的產(chǎn)量分別為游離氯消毒的45%–63%和23%–77%。順序氯化消毒生成的DBP略高于氯胺消毒，但是它卻能更有效的滅活病原體（右下圖）。每個工藝用自由氯化消毒的DBP產(chǎn)量(消毒劑：NaClO，劑量：3mg/L以Cl2計，接觸時間：120分鐘)不同消毒工藝的DBP產(chǎn)量（選擇過程1、3、6）1、傳統(tǒng)3、傳統(tǒng)+O3BAC6、Pre-O3+傳統(tǒng)+O3-BAC參考文獻[1]ChaoChen，XiaojianZhang，WenjieHe，WeiLu，HongdaHan.Comparisonofsevenkindsofdrinkingwatertreatmentprocessestoenhanceorganicmaterialremoval[J]:ScienceoftheTotalEnvironment382(2007):93-102[2]陳超.張曉健.何文杰.韓宏大.朱玲俠.王云.劉靜.順序氯化對微生物、