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饮用水深度处理工艺选择及工程的实例
饮用水深度处理工艺选择及工程的实例 随着2012年7月1日新国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)即将强 制执行,公众对水质标准与国际标准接轨的呼声也越来越高。新国标相对现在实 行的1985版本相比,加强了对水质有机物、微生物和消毒副产物等方面的要求。指标数量高达106项,其中包括6项微生物指标,这与世界最严的水质标准——欧盟 水质标准持平。
有媒体报道“全国普查自来水合格率仅50%”,而据住建部城市供水水质监 测中心2011年最新抽样检测,我国自来水厂出厂水质达标率也仅为83%。
针对目前十分严峻的饮用水水源污染现状,开发可靠、经济,与水源水质相 适应的饮用水深度处理技术,保证饮用水安全是目前亟待解决的重要问题。
1.国内外深度处理主流工艺 在饮用水深度处理领域,国内外的主流处理工艺有臭氧-生物活性炭工艺与 膜处理工艺。
臭氧-生物活性炭工艺是20世纪六七十年代首先在欧洲发展起来的一种饮 用水深度处理技术,为了有效去除饮用水水源中的各种有机污染物,特别那些对人 类健康具有现实或潜在危害的有机物,以及可以产生有毒有害的消毒副产物的有 机物,相关研究人员开展了大量的研究,开发出高级氧化技术。
膜法处理是指在饮用水传统处理工艺基础上增加膜处理工序,使出水水质 更高的工艺,膜技术如微滤、超滤、纳滤和反渗透等渐渐成为城市净水处理的主 流工艺。
2.臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺优缺点 目前由于臭氧-生物活性炭工艺在去除水源中消毒副产物前质、降解水中 各种稳定化学污染物、破坏产生异嗅异味物质的分子结构以及有效灭火水中各类 病原生物等方面具有较好的效果,再加上其工艺相对经济简单,在饮用水深度处理 中得到比较广泛的应用。
臭氧—生物活性炭工艺也存在明显的不足。单独的臭氧氧化对一些稳定性 的农药类物质、有机卤代物的分解效率很低,往往需要使用高级氧化技术等。由于目前臭氧-生物活性炭通常是置于砂滤池之后,故炭池中的生物活性炭颗粒容易 泄漏到出厂水中,而该炭粒包裹的微生物,对消毒剂的灭活起保护作用,将大幅度 降低处理水的消毒效果。
3.膜处理工艺优缺点 膜处理用于饮用水深度处理,能弥补传统工艺的缺陷。相对超滤膜,纳滤膜 具有较好的重金属去除效果;而相对反渗透膜,纳滤膜又能留下绝大部分的矿物质 离子。因此,在国外,纳滤膜是主流的饮用水处理主要分离膜。
过去几年,膜法水处理技术由于膜材料、膜反应器购置成本和定期维护成 本较高,推广存在一定的困难。但是,随着膜材料及膜处理工艺的发展,以及对饮用 水水质标准的提高,膜处理工艺的优势得以体现。
4.饮用水深度处理工艺的选择 对于给水深度处理工艺的选择,无论是臭氧-活性炭工艺,还是膜工艺,需要 根据原水水质来决定具体采用何种深度处理方式,如沿海地区以及黄河干流地区, 水源中溴化物浓度往往较高,所以臭氧-活性炭工艺并不适用于。
有实验证明,活性炭在水中有机物去除方面效果显着,而超滤则对水中浊度、 颗粒数、细菌有着很好的处理效果。所以,臭氧-活性炭+超滤膜组合工艺成为许 多地方水厂升级改造的主角。
5.1处理工艺流程 5.2 主要设备和参数 ① 臭氧发生机型号:SP38-A0,产量为35g/L。
② 臭氧接触反应塔设计处理 水量为10m3/h,罐体直径为500mm、高为5000mm,接触时间为6min。
③ 活性炭 罐的设计处理水量为10m3/h,罐体直径为1500mm、高为3000mm,石英砂、炭层高 度分别为300mm、1300mm,炭种为颗粒椰壳活性炭,接触时间为25min,滤速为3m/h。
④ 微滤膜采用中空纤维膜,型号为HX0340-1.5T-304A,孔径为5μm,主要作用是滤 除从活性炭罐中冲出的炭粒和大颗粒物,以免堵塞超滤膜。
⑤ 超滤膜采用聚醚 砜卷式膜,型号为PES8321,孔径为0.01μm,膜面积为30.7m2,工作压力为455 kPa,水 回收率为75%,处理水量为64.3m3/d。
⑥ 二氧化氯发生机为Bellozon型CDVA,投 量控制在0.20mg/L。5.3 运行结果 ① 原水的浊度一般为0.3~0.8NTU,经臭氧、活性炭处理后降至0.2~0.3NTU, 再经微滤有所降低,最后经聚醚砜超滤膜处理后浊度0.1NTU,总去除率达72%。
② 原水的高锰酸盐指数平均为2.67mg/L,臭氧化对其去除率平均只有 9.7%,而生物活性炭对其去除率高达46.4%。超滤对高锰酸盐指数的去除率为 11.9%。经过臭氧、活性炭和膜处理,高锰酸盐指数已降至0.85mg/L,总去除率达 68.0%。
③ 原水的平均TOC值为2630.46μg/L,臭氧化对TOC的去除率仅为8.73%, 去除率达34.48%,超滤膜对TOC的平均去除率为13.12%,超滤出水的TOC值平均 为1145.08μg/L。
④ 臭氧、活性炭可以将原水中0.299mg/L的亚硝酸盐氮和0.088mg/L的氨 氮降至检测限以下,同时出水硝酸盐氮浓度≤10mg/L,说明生物活性炭具有良好的 运行效能。
