城市污水厂二级处理出水臭氧深度处理研究

论文摘要

以城市污水处理厂二级处理出水为研究对象,利用臭氧技术进行深度处理。综合考察臭氧氧化过程中粪大肠菌群灭活、有机物去除、感观指标的改善、氮的转化、内分泌干扰物的去除、副产物的生成等,讨论合理的臭氧用量,并根据水质指标之间的综合联系探讨合理的运行控制参数。利用半序批反应器考察了水质指标的综合改善情况。当比臭氧消耗量为0.5 mg O3/mg DOC0时,溶解臭氧出现,粪大肠菌群灭活率可以达到3-lg到4-lg,UV400（色度的代替指标）和浊度能去除约30%,雌二醇等7种雌激素类内分泌干扰物质在加标到1-6μg/L的情况下能去除95%以上,同时没有溴酸盐生成;当比臭氧消耗量为0.9 mg O3/mg DOC0时,粪大肠菌群完全灭活,UV400和浊度能去除约40%,溴酸盐的浓度约为30-70μg/L;当比臭氧消耗量达到2.0 mg O3/mg DOC0后,有机物去除率和感观指标的改善不明显,此时,CODCr能降低10-20%,UV254、UV400和浊度能去除约70%,溴酸盐浓度约为150-350μg/L。比臭氧消耗量0.5、0.9、2.0 mg O3/mg DOC0是三个重要的臭氧用量参考点。臭氧处理工艺运行控制参数可以用来指示臭氧的投加量、总体水质指标的变化情况。研究表明,UV254测量简单易行,易于在线监控,其去除率30%、40%、70%分别对应比臭氧消耗量为0.5、0.9、2.0 mg O3/mg DOC0,作为对应水质指标控制点;同时,UV254去除率在0-70%的区间内,与UV400、浊度的去除率,粪大肠菌群灭活及小分子羧酸与DOC的比值变化等,存在线性关系,因此在实际工艺控制中,可以采用UV254去除率对其它水质参数进行估算。机理分析表明,臭氧氧化的初始阶段为传质控制阶段,实际传质系数与物理吸收时的传质系数相等;对于本研究所用二级处理出水,分子臭氧的直接氧化是臭氧氧化的主要途径。综上,臭氧深度处理是城市污水回用的有效技术之一;在工艺的实际运行中,通过监测UV254的去除率,可以考察水质指标的变化,并优化臭氧投加量。研究成果对臭氧深度处理的应用和实践具有重要的理论意义和实际参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 社会背景
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 臭氧在水处理中应用概述
• 1.2.2 臭氧在水中的反应
• 1.2.3 臭氧处理二级出水
• 1.2.4 臭氧处理内分泌干扰物
• 1.2.5 臭氧氧化副产物
• 1.3 研究目的与内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 实验分析方法及主要参数
• 2.1 臭氧浓度检测
• 2.1.1 气体臭氧检测
• 2.1.2 水中臭氧检测
• 2.2 常规水质指标测定方法及主要仪器
• 2.3 溴酸盐等水中阴离子的检测
• 2.4 内分泌干扰物的检测
• 2.5 比臭氧消耗量
• 第3章 二级出水的臭氧氧化工艺
• 3.1 试验方法
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 臭氧实验条件
• 3.1.3 原水水质
• 3.2 水质结果讨论
• 3.2.1 溶解臭氧
• 3.2.2 有机物的氧化
• 3.2.3 消毒
• 3.2.4 感观指标的改善
• 3.2.5 小分子羧酸的积累
• 254的去除'>3.2.6 UV₂₅₄的去除
• 3.2.7 氮的转化
• 3.2.8 内分泌干扰物的去除
• 3.2.9 副产物的生成
• 3.3 小结
• 第4章 二级出水臭氧处理工艺简易控制参数研究
• 4.1 简易控制参数的选择
• 254去除率与比臭氧消耗量及其它水质指标的关系'>4.2 UV₂₅₄去除率与比臭氧消耗量及其它水质指标的关系
• 4.2.1 溶解臭氧出现点
• 4.2.2 消毒控制点
• 4.2.3 感观指标最有效控制点
• 254去除率和水质指标的关系'>4.2.4 UV₂₅₄去除率和水质指标的关系
• 4.3 臭氧氧化简易控制参数与污水回用标准
• 4.4 小结
• 第5章 二级出水臭氧氧化机理初步研究
• 5.1 二级出水臭氧氧化的传质
• 5.1.1 传质理论
• 5.1.2 传质系数
• 5.1.3 化学吸收增强因子
• 5.2 羟基自由基抑制实验
• 5.2.1 叔丁醇初步实验
• 5.2.2 叔丁醇抑制实验
• 5.2.3 实验结果
• 5.3 小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果