臭氧技术在给水处理中的应用

• 3）接触池
• 预臭氧接触池一般设1个臭氧投加点，较多 采用水射器投加方式，通常为0.5－1.5mg ／L，反应时间为3－5min，水中余臭氧一 般为零或很少。主臭氧接触一般设多个臭 氧投加点（通常为2－3个点），采用微孔 曝气投加方式，臭氧投加量通常为1.5－3.0 mg／L（水中余臭氧为0.2－0.4 mg／L）， 反应时间一般不小于10min。为了保障对隐 抱子虫和贾第虫的杀源主要有三种：使用成品纯液态氧、 现场用空气制备纯气态氧、直接利用空气。 为了提高臭氧浓度，同时节省能耗，降低 设备及管道尺寸，目前较先进臭氧发生器 多采用前两种方式制备臭氧，第三种方式 适用于臭氧产量较小的场合。
• 2）臭氧发生系统
• 臭氧发生是由臭氧发生器来完成的，目前 使用最广的臭氧发生器一般分为石英管和 陶瓷管两类。臭氧发生器的备用率一般应 大于30%，备用的方式有设备台数备用 （硬备用）与设备发生能力备用（软备用） 二种。每台臭氧发生器发生量的调节范围 不应小于10－100％。
• 2）余臭氧的控制。为了便于运行管理，一 般控制主臭氧接触池第二或第三格出水的 余臭氧浓度在一定数值以上。
• 5、应该注意的问题
• 臭氧化处理能够产生种类繁多的副产物， 大体分为有机副产物和无机副产物，有机 副产物主要有醛类和羧酸类，其中醛类中 的甲醛是致癌的变性物质。无机副产物主 要是溴酸盐，国际上癌研究部门把溴酸根 分类为致癌性2B，即可能致癌物。
• 二、臭氧处理的作用或期待的效果
• 臭氧由3个氧原子构成的物质，氧化力强， 具有生产自由基等性质。
• 除臭效果 • 脱色效果 • 杀菌效果（杀菌力比氯还要强）、使隐孢
子虫和贾嫡鞭毛虫非活性化 • 使难分解的生物有机物易于分解
• 臭氧处理使用的领域： • 自来水的深度处理 • 粪尿处理水的脱色、杀菌 • 农村废水的除臭 • 污水的深度处理 • 污水处理厂的除臭 • 游泳池的杀菌处理 • 工业氧化工艺
臭氧技术在给水处理工程 中的应用
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• 一、臭氧处理在给水处理中的应用背景 • 二、臭氧处理的作用或期待的效果 • 三、臭氧设备工作原理和组成 • 四、给水处理中臭氧系统的组成 • 五、臭氧工艺运行管理
• 一、臭氧处理在给水处理中的应用背景
• 二十世纪八十年代以来，我国饮用水源污 染问题日益显现，严重威胁到城市供水水 质安全，各地供水企业积极努力，通过技 术进步和加强管理，使得饮用水水质普遍 得到提高。其中引进臭氧技术就是其中的 一项措施。
• 3、预臭氧工艺运行管理
• 预臭氧的助凝作用不是很明显，但可以提 高滤后水浊度的去除率。
• 预臭氧可以显著提高下游常规工艺对有机 物的去除效果。因此为了提高对TOC等有 机物的的去除率，预臭氧的投加量一般控 制在0.9~1.2mg/L的范围内。
• 4、主臭氧工艺运行管理
• 1）最佳投加比例。臭氧投加一般分为两点 或三点投加。三点投加时的最佳投加比例 为4：3：3；两点投加的最佳比例为1：1； 相对而言，三点投加比两点投加要好。
• 4）尾气破坏系统
• 尾气破坏系统是收集臭氧接触池排出的剩 余臭氧并分解成对环境无害的氧（保证排 出的气体臭氧浓度小于0.05－ 0.1 ppm）， 主要有催化氧化法和加热分解法，目前两 种方法均有大量应用。
• 5）控制系统
• 预臭氧投加控制一般根据水量进行比例投 加，投加浓度根据铁锰等还原物质含量确 定。主臭氧投加控制一般根据水量和水中 余臭氧进行双因子复合环投加控制(水量是 前馈条件，余臭氧是后馈条件)。
• 产生臭氧的基本原理为：高压无声放电 • 由于间隙窄，对高压电极进行强制冷却，
这样冷却效率高和发生臭氧所需的电力少。
• 组成：1、臭氧发生管；2、PSU供电单元； 3、控制系统；4、仪表空气和加氮系统。
• 四、给水处理中臭氧系统的组成
• 臭氧处理系统由气源、臭氧发生系统、接 触池、尾气破坏系统和控制系统五个部分 组成
• 根据调查多家水厂的源水水质，受污染大 部分是表现在色度、浊度、臭、味、氨氮 和亚硝酸盐等指标超标。
• 对于这些指标超标，有多种处理技术，比 如：
• 加强常规处理，如加强混凝
• 增加预处理，如生物预处理、化学预处理
• 增加后处理，如活性炭吸附、膜处理等
• 生物预处理基本原理主要是利用适当条件 下生物载体——填料上大量耗氧生物膜， 在供氧充足和原水与填料充分接触情况下，
• 五、臭氧工艺运行管理
• 1、臭氧接触池的优化设计
• 为厂提高臭氧接触池效率，采用计算流体 力学作为模拟工具，对A水厂的臭氧接触池 进行厂计所如优化,结果表明：原设计下接 触池内廊道的高宽比过大．造成较严重的 短流现象，T10／HRT仅为0.4，说明水力效 率较低。
• 2、复合预氧化工艺
• 当臭氧作为预氧化剂时，能够去除色度、 嗅味，降低三卤甲烷等氯化消毒附产物， 对混凝沉淀也有一定作用。但是，臭氧氧 化也会对混凝产生不利的影响。一般情况 下，臭氧在低剂量下（0.4－1.5mg／L）可 以起到良好的助凝作用，但浓度过高则会 使效果恶化。臭氧还会在水中产生AOC问 题；在原水中存在溴离子情况下，会产生 溴酸盐问题，该物质是致癌物质。臭氧应 用过程中，其成本也比较高。
有效去除水中各类污染质。原水与填料生
物膜不断接触，通过微生物自身生命代谢 活动——氧化、还原、合成、分解等过程， 在微生物的生物絮凝、吸附、硝化和生物
降解等综合作用下，将原水中的氨氮、有 机物、藻类和THMs（三卤甲烷）前体物等 去除，既净化水质，又减少后续净化和加 氯消毒过程中可能产生的THMs等潜在致癌 物。
• 化学预处理是通过在给水处理工艺前端投 加氧化剂达到强化处理效果的措施。目前 常用于给水处理的氧化剂如臭氧（O3）、 过氧化氢（H2O2）、高锰酸钾等强氧化剂。
• 增加后处理为了进一步提高净水厂出水水 质，在传统絮凝沉淀—过滤之后增加后处
理。工程中应用较成功的技术有：活性炭 吸附（如臭氧—生物活性炭技术），膜处 理（如超滤、纳滤）等。
• 臭氧处理＋活性炭处理的深度处理工艺用 于给水行业，能够期待的效果：
• 供应安全干净的水（除去酶味、抑制三卤 化甲烷生成）
• 对隐孢子虫和贾嫡鞭毛虫的对策效果好 • 可减少加氯量，可废除加氯前处理
• 延长生物活性炭的寿命，大幅减少更换频 率
• 由于臭氧的自我分解特性，无残留影响
• 三、臭氧设备工作原理和组成