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    自來水消毒
    發布時間:2010.06.24 新聞來源:臭氧發生器--泰興高新環保設備有限公司專業生產 瀏覽次數:

    關于臭氧-生物活性炭的聯合應用

    一、飲用水安全保證的有效技術―臭氧生物活性炭。

    臭氧是強氧化劑,活性炭是吸附有機物最有效的吸附劑,這兩個技術聯用,還可在活性炭上濃縮氧氣、有機物、微生物,也即在炭上凹洼處、大孔處由微生物結群與分泌物一起形成生物膜,活性炭的生物膜有降解水中有機物的作用,在活性炭吸附與脫附有機物過程中起著再生的作用。

    (引自給水深度處理研究會理事長 王占生教授 《臭氧――活性炭深度處理》詳見附錄)

    目前,我國大部分城市的水廠都是沿用→混凝→沉淀→過濾→加氯消毒的傳統工藝 ,這種工藝對降低水的濁度,滅菌消毒卓有成效,但人們逐漸發現,隨著水中有機污染物的增加,液氯與有機物生成三氯甲烷、溴亞氯甲烷、亞溴 氯甲烷等致突變的有機活性物質,其中三氯甲烷 由原水中的0 9μg/k g增加為27μg/k g(兩次加氯后),前后三氯甲烷的含量增加為原來的百倍以上。實驗結果證實。物質的致癌性與致突變性有一定的聯系,長期飲用 ,必將帶來嚴重的后果,因此必須改革傳統的消毒工藝,有效地去除水中的有機污染物。

     臭氧―生物活性炭(O3―BAC)技術正是順應了這個趨勢。

    二、臭氧―生物活性炭工藝

    臭氧——生物活性炭工藝是將臭氧化學氧化、滅菌消毒、活性炭物理化學吸附、生物氧化降解四種技術合為一體的工藝。簡單地說,它是以預臭氧氧化代替預氯化,在快濾池后設置生物活性炭濾池。利用臭氧的強氧化作用,初步氧化分解水中的有機物及其他還原性物質,同時臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機物斷鏈、開環、將大分子有機物氧化為小分子有機物,提高原水中有機物的可生化性和可吸附性。再由吸附在活性炭上的生物對吸附的有機物進行降解。另處,由臭氧在水中自行分解為氧,活性炭注進水含有較高濃度的溶解氧,因此促使好氧微生物在活性炭表面繁殖。好氧微生物以活性炭表面吸附的有機物為養料,將它們轉化為二氧化碳和生物量,起到了生化降解作用,同時降低了活性炭濾池的有機負荷,去除了原水中的有機物,附著的硝化菌還可以轉化水中的氨類化合物,降低水中氨-氮(NH3-N)的濃度。而且在一定程度上使活性炭再生,從而具有繼續吸附有機物的能力,即大大地延長了活性炭的使用壽命和再生周期。表1為不同過程去除的有機物。

    表1 不同處理過程去除的有機物。

    有機物種類

    美國環保局規定重點去除的污染物

    CODMn(mg/kg)

    原 水

    120

    5

    4.08~4.40

    常規方法

    166

    7

    3.60~4.80

    臭氧-活性炭-加氯

    6

    6

    0.80~2.00

    表2中試試驗系統主要指標及對比評價。
    表2中試系統穩定運行狀態下主要水質指標及對比評價:


    指 標

    原 水

    砂濾出水

    碳濾出水

    引用凈水水質標準

    美國飲用水標準

    歐盟飲用水標準

    CODMn(mg/L)

    4

    2.25

    1.88

    2

    ---

    ---

    UV254(cm-1)

    0.075

    0.028

    0.017

    ---

    ---

    ---

    TOC(mg/L

    3.25

    1.86

    1.23

    4

    ---

    ---

    NH3-N(mg/L)

    1.509

    1.266

    0.417

    ---

    ---

    0.5

    NO2-N

    0.13

    0.014

    0.009

    ---

    0.1

    0.1

    濁度(NTU)

    51.7

    0.236

    0.224

    1

    1

    1

    細菌總數(cfu/mL)

    10

    50

    ---

    ---

    總大腸菌(cfu/100mL)

    0

    0

    0

    0

    由上表可知,在水源水質較差的枯水期,常規處理出水CODMn不能滿足《飲用凈水水質標準》的要求,氨氯的去除率很低,只有10.7%;相比之下,臭氧-活性炭工藝出水主要污染物指標不僅能滿足《引用凈水水質標準》要求,還達到或優于《美國飲用水水質標準》(1996)或歐共體水質標準(2001),可見采用兩級臭氧氧化和活性炭聯用工藝,使臭氧和活性炭發揮協同效應,炭濾池的生物吸附和生物降解作用對有機物的去除效率大為提高,出水水質優良。未檢驗出總大腸菌群。

    三、與常規工藝的比較

    目前主要采用的常規消毒處理方法主要有:液氯、銀銅等金屬離子、紫外線二氧化氯等。

    1.液氯

    液氯是世界范圍內城市自來水廠最為廣泛應用的消毒方法,也是在其游泳池水消毒主要采用消毒劑.國內大多數自來水廠和游泳池是直接將氯注入水中,利用氯對自來水進行消毒。隨著水源污染的加重。氯的注入量逐年增加,氯與水中的有機物反應生成的有機氯化合物(THM)已開始嚴重威脅人類的健康。
    缺點: 

    1. 氯的毒性很大,一旦泄漏或投加量過大會使人中毒,造成周圍動植物死亡。
    2. 溶解氯在水中與有機物反應生成有機氯化物,對人體有致癌作用。
    3. 會產生氯胺,隨氯量的增加而產生二氯胺、三氯胺、對魚和其他水生物有毒。
    4. 對病毒無效,其氧化產物對人體有和大危害,并有刺激氣味。

    2.銀銅等金屬離子

    從理論上講,銀銅金屬離子消毒的造價及運行費用都非常昂貴,特別是這些金屬離子多是重金屬,在世界范圍內都水中金屬離子的濃度進行了嚴格的限制。長期處于金屬離子水中的生物會在體內累積可能超過安全指標的重金屬離子,從而對生物體及生態環境產生危害。
    缺點:

    1. 殺菌速度太慢,而且運行費用太貴,胺和其他的污染物質干擾消毒。
    2. 高濃度的銀銅離子對人體有害,危害人類健康。

    3.紫外線

    缺點:
    (1) 價格昂貴運行成本高,沒有持續殺菌能力。
    (2) 對水的前期處理要求高,其穿透力比較弱。只有殺菌功能,不具備水處理工藝的其他功能。

    4.二氧化氯
    缺點:

    1. 對水中含有的病毒沒有殺滅作用。

        2.   氣態的二氧化氯是劇毒的化合物,對人體有害,且與液氯一樣會有致癌的二次污染物產生。
    常規工藝中會產生大量的氯化消毒副產物,如鹵乙酸,它是具有比三鹵甲烷更高的致癌風險的氯化副產物。臭氧可以有效地去除二氯乙酸,在2mg/L的臭氧投加量時,臭氧化可以去除57%的二氯乙酸;钚蕴砍鏊疅o鹵乙酸被檢測出來。

    (引用 清華大學環境科學與工程系 孔令宇 王占生 《臭氧—活性炭對飲用水中鹵乙酸的去除》詳細資料可向我公司索。

    總之,臭氧-生物活性炭處理飲用水將臭氧的化學氧化作用、殺菌消毒作用與活性炭的物理化學吸附、生物降解作用緊密結合在一起,互相促進,取得了多重效應。

    四、應用臭氧―生物活性炭深度處理技術的必要性

    1、 水質問題
    在我國以往一直為解決水量問題而努力,現在由于工業結構調整,對一些城市,水量的矛盾基本解決,而水質問題比較突出,過去在計劃經濟時代臭氧-活性炭技術被認為是“高不可攀”的,而現在按照市場經濟規律,水價已經漲到1∽2元。水源水質又遭到污染,因此在當前條件下,原有的水廠采用臭氧——活性炭進行改造的時代已經到來。

    2、 水質標準的提高
    隨著經濟的發展,污染在不斷的上升,使我們對水質的要求不斷的提高,因此水質標準也在不斷的上升。
    根據2001年生活飲用水規范”有機物綜合性指標CODMn<3mg/L。Ⅱ類水(水源地一級保護區)[大江、大河干流] CODMn<4mg/L。Ⅲ類水:(水源地二級保護區)CODMn<6mg/L。采用傳統處理混凝—沉綻—過濾—消毒工藝。Ⅱ類水能達到2001年生活飲用水規范CODMn 指標。Ⅲ類水不能達到2001年生活飲用水規范CODMn<4mg/L,不符合指標。原有的水處理方法不能再滿足水處理的需求。只有增加臭氧—活性炭處理才能使之達到CODMn<3mg/L的標準。
    ?2005年5月起又將要執行建設部新版《城市供水水質標準》,所有檢測項目的標準都相應的提高了,而原有的處理方法已不能滿足這些要求。所以臭氧―生物活性炭深度處理技術就成了首選技術。

    3、國內行業動向
    由于水價的不斷提高,也是該項技術得到了寬闊的推廣空間,使之廣泛應用成為可能。國內一些發達城市的自來水廠已經開始此項技術。據可靠消息:上海在2010年前,將完成1050萬m3/d飲用水的臭氧——活性炭處理;深圳已經著手全面改造原有水廠,增加臭氧—生物活性炭工藝,杭州決定水質量好上加好,準備在2010年前主要水廠采用臭氧—生物活性炭工藝;廣州市擬定2010年前的臭氧改造400萬m3/d的量。在江浙水網如桐鄉已完成改造;嘉興將新建水廠,海寧、平湖正在改造當中。

     
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