臭氧与紫外线的工程应用.doc

1 国内臭氧与紫外线的应用及发展现状 1.1 臭氧与紫外线在污水中的深度处理技术 1.1.1臭氧氧化技术复合处理工艺 1） 生物活性炭（BAC）法 生物活性炭法是一种将臭氧氧化、活性炭吸附及生物处理相结合的工艺，原水经预臭氧化，可以将大分子有机物分解成小分子有机物，提高有机物的可生化性并提供充足的氧气，同时由于供氧充分，好气微生物在活性炭表面繁殖生长成生物膜，来降解吸附的小分子有机物。另外，由于炭粒比重小，在水、气同相流动的作用下处于微动状态，提供了臭氧进入炭孔隙中与被吸附的有机物相遇的机会。 2） 臭氧一双氧水联合氧化（O3/H2O2）法 O3/H2O2法主要用于处理高浓度有机废水及含酚废水。O3与H2O2结合，其氧化能力不是简单的 加，H2O2可强化水中 基自由基（.OH）的产生，而.OH是水中氧化能力最强的氧化剂（氧化还原电位2.8）其氧化能力远强于O3。 3） 光催化臭氧化（O3/UV）法 O3/UV法是目前应用较广泛的复合臭氧化工艺，主要用于解决难降解物质（如铁氰络盐）的处理及饮用及饮用水的处理问题，一般认为，光催化臭氧化的机理是，臭氧在水中首先光解产生H2O2，H2O2在紫外光的照射下产生.OH，进入水中.OH的反应循环。 用O3/UV法氧化酚及小分子有机物（C1-C6），其氧化速度远远超过单独使用UV或O3，且可以迅速氧化O3难以降解的多氯联苯、THM等物质，目前O3/UV法已被美国环保局（EPA）定多氯联苯的最佳处理技术。 O3-BA C法是目前世界上公认的去除饮用水中有机污染物最为有效的深度处理方法之一。该工艺是在活性炭吸附的基础上发展起来的, 综合了臭氧、活性炭两者的优点。若单独使用臭氧, 成本高, 且水中可生物同化有机碳( AOC) 增加, 导致水的生物稳定性变差 ; 单独使用活性炭, 其吸附及微生物降解协同作用效果减弱, 吸附的饱和周期缩短, 为保持水质目标, 必须经常再生。臭氧-活性炭联用工艺则有效地克服了以上两者单独采用的局限性, 又充分发挥了两者的优点, 使水质处理效果大为改善。 1.3.2神东煤炭集团生活小区直饮水应用 直饮水处理站位于神东煤炭集团李家畔生态园小区内换热站的东侧，处理能力为48 ITI ／h。净水设备每天工作时间按照16 h考虑，变频供水设备24h连续运行。采用“臭氧消毒+机械过滤+活性炭过滤+纳滤+消毒”的水处理工艺，进水引自李家畔现有自来水管网供水，水源来自考考赖水厂。出水水质达到建设部《饮用净水水质标准》(cJ94—2005)。管道直饮水处理站工艺流程如图2。 1.3.3 上海世博园直饮水应用实例 上海世博园区直饮水采用了世界领先的“活性炭+PVC 合金超滤膜+ 紫外线”处理工艺，超滤膜和直饮台均由国内著名膜企———立昇企业提供。 结合紫外线的灭活原理，即当微生物内的DNA和RNA 吸收了足够的紫外能量后，其内部的核酸链（嘧啶）被打断并重新排列形成胸腺嘧啶二聚体，阻止了DNA、RNA 的复制，而使微生物失去活性无法进行自身的复制再生原理。使该技术细菌去除率达到 99.9999%，病毒去除率达到99.99%，水资源利用率达99%，水质卫生标准优于欧盟标准。 2 国外臭氧与紫外线的应用及技术参数 2.1 国外臭氧与紫外线技术应用概况 2.1.1 欧洲水厂应用 （1）德国慕尼黑多奈水厂 德国慕尼黑多奈水厂水源为莱茵河地表水, 多年来一直延用折点氯化法预处理, 但是出水中总有机氯化物和三卤甲烷含量较高。改造后工艺流程如图所示, 采用臭氧预氧化取代折点投氯, 预投量为1. 0 mg /L, 过滤前再进行一次臭氧氧化, 投量为2. 0 mg /L, 接触时间为5m in。只用臭氧做氧化剂时不产生有机氯化物,DOC 比原工艺减少50% , 对NH3 - N 去除效果好,可稳定18个月以上。活性炭滤池滤速为18 m /h。活性炭再生周期从原来2~ 4个月延长到2年以上。图3为该水厂工艺流程图。 （2）法国巴黎市Choisy-Le-Rei水厂 法国巴黎市Choisy-Le-Rei水厂原水为塞纳河水, 供水能力为80×104m3/d, 不仅建有生物滤池, 而且在沉淀和BAC 工序前设有臭氧投加工序, 以求最大限度地减少水中有机物含量。图4为该水厂工艺流程图。 2.2 国外臭氧与紫外线技术发展历史 在欧美等发达地区和国家都爆发过由于饮用水中的贾第虫和隐孢子虫引起的供水安全事件，1993年美国Milwaukee市由于供水中存在的隐孢子虫导致致少25万人感染。事后的事故调查表明这些水厂的工艺在事故发生时都在正常运行，导致供水安全事故的原因