臭氧—生物活性碳净水工艺运行条件优化研究

论文摘要

我国自来水厂技术工艺的使用情况已形成以常规处理工艺为主体,预处理、深度处理工艺作补充的局面。目前我国国内城市供水处理技术仍以由混凝→沉淀→过滤→消毒四个单元处理过程为主,其理论主要是建立在传统的以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上,但此工艺对有机物尤其是溶解性有机物的去除能力很低。随着现阶段人口的不断增长,人类活动范围的不断扩大,工农业生产规模的不断发展,天然水体受到了不同程度的污染,因此,近年来给水深度净水技术得到前所未有的发展,其中臭氧一生物活性炭工艺因其有去除有机污染物的优异性能而备受推广。最近几年臭氧一生物活性炭工艺以成为我国各地水厂的建设和改造中采用比较多的一项给水深度净化技术。但是,由于臭氧一生物活性炭工艺在长江上游地区应用还不多,实际运行中也会出现一些问题。如:针对长江上游的原水水质如何确定臭氧的最佳投加量、如何确定最佳投加方式,除设计因素外影响系统运行的主要因素有哪些等。本针对长江上游水源水质的特点对臭氧-生物活性炭深度处理以进行了优化整合。主要工作和结论如下:①采用正交试验的方法,以系统出水的TOC、AOC、溴离子和CODMn、硝酸盐氮和溴酸盐为考察目标,通过工艺中的三个可调变量对系统影响的分析,以方差分析中的F值检验作为依据,得出臭氧的投加量是影响系统运行效果的重要因素,其次是PAM的投加量、和PAC的投加量;②臭氧投加量为1.5mg/L时,BAC对浊度和氨氮的去除效果最好。③臭氧的投加控制在1.52.0mg/L时,BAC对有机物的去除效果最好。④臭氧投加量在1.21.5mg/L范围,溴酸盐的生成能力最弱,出水的甲醛含量均小于50μg/L;⑤生物活性炭的出水藻类总数控制在104数量级水平上,臭氧化使水中AOC升高,但经后续的生物活性炭工艺,AOC得到有效的控制,出水浓度小于50μg/L。提高了出水的生物稳定性。本研究课题为臭氧-生物活性炭净水工艺处理长江上游水源水运行条件优化,意在提高臭氧-生物活性炭净水工艺单元运行的稳定性和出水水质的安全性,为长江上游臭氧-生物活性碳净水工艺的运行提供参考参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 臭氧-生物活性炭工艺国内外研究现状
• 1.2.1 臭氧化技术的特点与应用
• 1.2.2 活性炭吸附特性与净水工艺
• 1.2.3 臭氧-生物活性炭技术的发展过程
• 1.2.4 臭氧-生物活性炭技术的优缺点
• 1.3 臭氧-生物活性炭技术的研究热点与发展趋势
• 1.4 长江上游水质特点
• 1.5 饮用水水质标准的发展
• 1.6 常规水处理处理工艺
• 1.6.1 常规水处理方法和原理
• 1.6.2 常规水处理技术
• 1.7 主要研究内容和目的
• 第二章 试验装置与水质分析方法
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 工艺流程
• 2.1.2 设备运行参数
• 2.2 出水水质指标选择与分析方法
• 2.2.1 出水水质指标选择
• 2.2.2 出水水质的分析方法
• 第三章 臭氧-活性炭工艺运行变量影响因素分析
• 3.1 臭氧-活性炭工艺运行变量的选择
• 3.2 运行变量影响的试验方案
• 3.3 出水水质的效果及优化分析
• 3.3.1 单指标优化分析
• 3.3.2 多指标优化分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 臭氧投加量对 BAC 工艺出水效果影响的研究
• 4.1 臭氧氧化的基本原理
• 4.1.1 臭氧氧化反应过程
• 4.1.2 臭氧在水处理过程的物理化学原理
• 4.2 臭氧化在水处理中的应用
• 4.2.1 氧化有机物
• 4.2.2 氧化无机物
• 4.3 臭氧投加量对出水水质的影响分析
• 4.3.1 对浊度的去除效果分析
• M去除效果的分析'>4.3.2 对 COD_M去除效果的分析
• 254去除效果的分析'>4.3.3 对 UV₂₅₄去除效果的分析
• 4.3.4 对氨氮去除效果的分析
• 4.3.5 对总有机碳去除效果的分析
• 4.3.6 对藻类去除效果的分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 水质分析
• 5.1 水质安全性分析
• 5.1.1 臭氧化副产物分析
• 5.1.2 生物稳定性分析
• 5.1.3 致突变性分析
• 5.2 水质评价
• 5.2.1 出厂水水质与国内外水质标准比较
• 5.2.2 有机物分析
• 5.2.3 臭氧杀菌效果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表的论著及取得的科研成果