臭氧／過濾／活性炭工藝深處理實用教案

1、處理(chl)目標 已知：原水中氨氮指標為一級B，設計處理水量(shu lin)為8000立方米/天 1.將水中氨氮指標從一級B處理至一級A 2.將水中所有指標從一級B處理至一級A第1頁/共15頁第一頁，共16頁。工藝(gngy)選擇 去除效率： （8-5）/8=0.375=37.5% 備用工藝(gngy)：活性炭吸附（GAC）、臭氧/活性炭（O3-BAC） 兩者處理效率都大于百分之四十，但明顯BAC工藝(gngy)所處理的出水，三氯甲烷濃度更低，且考慮到日處理水量較小，所以優(yōu)先考慮BAC工藝(gngy)。第2頁/共15頁第二頁，共16頁。臭氧(chuyng)過濾活性炭技術臭氧(chuyng)

2、過濾活性炭技術是集臭氧(chuyng)氧化、過濾、活性炭吸附和生物降解于一體的組合工藝，由于其能有效地去除水中的污染物而被廣泛用于飲用水和微污染水的處理中。臭氧化學氧化臭氧滅菌消毒活性炭生物降解活性炭物理化學吸附第3頁/共15頁第三頁，共16頁。. 臭氧的氧化作用a. 臭氧與無機物作用 臭氧能氧化大部分無機物，例如在預臭氧化中，臭氧可有效地將水中溶解性鐵、錳等無機離子轉(zhuǎn)化為難(winn)溶解性氧化物，使其從水中沉淀出來。b. 臭氧與有機物作用 （1）臭氧分子與有機污染物間的直接氧化作用；這是緩慢且有明顯選擇性的反應； （2）臭氧被分解后產(chǎn)生羥基自由基，間接地與水中有機污染物作用，這一反應速率快

3、，且沒有選擇性。第4頁/共15頁第四頁，共16頁。臭氧預氧化對水處理效果的影響a. 除藻除味 臭氧預氧化具有良好的除藻、殺菌、除臭作用，當臭氧投加量為2mg/L時，能使除藻效率提高1020。b. 控制氯化消毒副產(chǎn)物 臭氧預氧化可以有效控制三氯甲烷（THM）等氯化消毒副產(chǎn)物。c. 氧化助凝d. 臭氧氧化副產(chǎn)物 一類是溴酸鹽和次溴酸鹽，其中溴酸鹽具有強致癌性。另一類是臭氧化有機物后產(chǎn)生的小分子有機物，如醛類、脂肪酸、羧酸、酮類等，這些有機物有些(yuxi)具有較強的生物毒性。第5頁/共15頁第五頁，共16頁。. 臭氧氧化(ynghu)有機物的特征a. 能夠被臭氧氧化(ynghu)的有機物種類 蛋白

4、質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、腐殖酸、鏈式不飽和化合物和氰化物等。此外，臭氧對CHO-、NH2-、SH-、OH-等官能團也有氧化(ynghu)作用。 b. 臭氧氧化(ynghu)有機物的產(chǎn)物 臭氧對有機物的氧化(ynghu)難于達到形成CO2和H2O的完全無機化階段，只能進行部分氧化(ynghu)，形成中間產(chǎn)物，如：甲醛、丙酮酸、丙酮醛和乙酸。c. 改善有機物的可生化性 臭氧氧化(ynghu)可以改善有機物的可生化性，且隨著pH值上升改善作用加強。第6頁/共15頁第六頁，共16頁。臭氧中間氧化在常規(guī)凈水工藝的沉后或濾后投加臭氧，可以(ky)氧化常規(guī)工藝難以去除的微量有機污染物。臭氧不可能將三鹵甲烷前驅(qū)物

5、徹底氧化破壞，只是增加了可生化性，對水中已形成的三鹵甲烷幾乎沒有作用，一般要經(jīng)過吸附工藝去除。因而人們開發(fā)了臭氧生物活性炭聯(lián)用技術，是一種將臭氧化學氧化、活性炭物理化學吸附、生物氧化降解合為一體的凈化工藝。第7頁/共15頁第七頁，共16頁。. 臭氧消毒a. 既是氧化劑，又是消毒劑，在水中投入臭氧進行消毒或氧化通稱臭氧化。b. 臭氧消毒的特點：主要靠OH的作用，它的氧化作用極強（E03.06V）。但作為消毒劑，由于臭氧在水中不穩(wěn)定，易散失，因此在O3消毒之后，往往需要投加少量的氯等以維持(wich)水中剩余消毒劑。c. 優(yōu)點：消毒效果好，且劑量小、作用快，不會產(chǎn)生三鹵甲烷等有害物質(zhì)，也可改善水的

6、口感和感觀性能。d. 缺點：臭氧消毒生產(chǎn)設備復雜，投資較大，電耗也較高。e. 飲用水的投加臭氧劑量一般為0.21.5mg/L。第8頁/共15頁第八頁，共16頁。臭氧處理工藝系統(tǒng)(xtng)a. 臭氧發(fā)生系統(tǒng)(xtng)：包括氣體的預處理、臭氧發(fā)生器、供電設備、電氣控制及檢測設備等。b. 接觸反應系統(tǒng)(xtng)：臭氧接觸反應池。c. 尾氣處理系統(tǒng)(xtng)：活性炭吸收法、化學吸收法、催化氧化法和燃燒法。臭氧不能貯存，需現(xiàn)場邊發(fā)生邊使用。第9頁/共15頁第九頁，共16頁。活性炭的定義(dngy)及在工藝中的作用原理1.定義活性炭是一種經(jīng)過氣化（炭化、活化）造成的具有發(fā)達空隙的、以炭作骨架結(jié)構的

7、黑色固體物質(zhì)。2. 分類 木質(zhì)活性炭、 礦物質(zhì)原料活性炭、其它原料制成的活性炭 粉末活性炭、顆?；钚蕴浚ú欢ㄐ巍A柱形、球形）3. 性質(zhì)和性能指標 活性炭具有發(fā)達的孔隙(kngx)結(jié)構，導致其有很大的表面積，一般可達5001700m2/g炭，具有良好的吸附作用。 孔容積、比表面積、碘吸附值、亞甲藍吸附值. 吸附作用活性炭的吸附主要是由分子間和分子內(nèi)鍵與健之間的作用力引起的，一般稱為范德華力。活性炭對水中的腐植酸、異臭、色度、農(nóng)藥、烴類有機物、有機氯化物、洗滌劑和致突變物質(zhì)等有機物均具有較好的吸附效果?；钚蕴恳材苋コ胁糠譄o機物，如重金屬、氰化物、放射性物質(zhì)，能通過反應去除水中的余氯、氨氮（與

8、臭氧聯(lián)用第10頁/共15頁第十頁，共16頁。 國內(nèi)該工藝使用研發(fā)(yn f)比較成熟的有連云港自來水廠有限公司的水質(zhì)深度處理工藝，參考并更改改進工藝流程：前臭氧(chuyng)取水口清水池管網(wǎng)二級泵房(bn fn)取水泵房斜管沉淀池濾池臭氧車間后加氯礬高錳酸鉀（應急）粉末活性炭（應急）沖洗水箱活性炭吸附池提升泵房及臭氧接觸池液氧儲罐鼓風機房取水口清水池管網(wǎng)二級泵房取水泵房平流沉淀池濾后加氯礬高錳酸鉀（應急）粉末活性炭（應急）粉末活性炭（應急）前臭氧補加氯補加氯第11頁/共15頁第十一頁，共16頁。2. 工藝流程設計及附屬構筑物 濾池出水經(jīng)提升泵房提升至臭氧接觸池，在接觸池內(nèi)和臭氧接觸反應后進入

9、(jnr)活性炭濾池，經(jīng)活性炭濾池處理后進入(jnr)清水池，然后由二泵房供給管網(wǎng)。第12頁/共15頁第十二頁，共16頁。4. 主要工藝參數(shù)a. 前加臭氧量0.5 1mg/L。b. 臭氧-活性炭系統(tǒng)設計規(guī)模8000噸/天，進水濁度3NTU。 c. 臭氧接觸池分3次曝氣接觸，三階段反應，即三段式臭氧接觸池；后臭氧投加量為2.5 3mg/L，接觸時間13min。 d. 活性炭濾池采用序批式反沖洗池型，單格尺寸1？面積？，空床濾速？。填料層由上而下為：活性炭粒徑830目，厚度2.2m，空床停留時間？；下設砂層，平均粒徑0.6mm，不均勻系數(shù)1.3，厚度0.5m；支承層D=2.016.0mm，厚0.45m。沖洗周期(zhuq)？，沖洗歷經(jīng)氣沖、氣水混充、水沖三個階段，沖洗強度視沖洗頻率和 方式而定。第13頁/共15頁第十三頁，共16頁。本次課程(kchng)結(jié)束，謝謝欣賞第14頁/共15頁第十四頁，共16頁。感謝您的觀看(gunkn)！第15頁/共15頁第十五頁，共16頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)處理目標。已知：原水中氨氮指標為一級B，設計處理水量為8000立方米/天。2.將水中所有指標從一級B處理至一級A。（8-