臭氧活性炭深度處理工藝簡介課件

臭氧—生物活性炭深度處理技術(shù)劉保超*深度處理培訓(xùn)教材1臭氧—生物活性炭深度處理技術(shù)*深度處理培訓(xùn)教材1主要內(nèi)容深度處理工程建設(shè)的必要性三水廠整體工藝流程臭氧—生物活性炭深度處理技術(shù)簡介*主要內(nèi)容2主要內(nèi)容深度處理工程建設(shè)的必要性*主要內(nèi)容2深度處理工程建設(shè)的必要性*工程背景及必要性3建設(shè)背景水源污染飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高現(xiàn)有工藝設(shè)施老化建設(shè)必要性保障供水安全提高工藝水平，滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高供水能力開展深度處理建設(shè)滿足健康飲水要求滿足城市發(fā)展供水量要求深度處理工程建設(shè)的必要性*工程背景及必要性3建設(shè)背景水源污染前臭氧三水廠工藝流程圖*工藝流程4取水口茅口水廠（已建）清水池管網(wǎng)二級(jí)泵房取水泵房斜管沉淀池濾池臭氧車間后加氯礬高錳酸鉀（應(yīng)急）粉末活性炭（應(yīng)急）粉末活性炭（應(yīng)急）沖洗水箱活性炭吸附池提升泵房及臭氧接觸池液氧儲(chǔ)罐鼓風(fēng)機(jī)房取水口清水池管網(wǎng)二級(jí)泵房取水泵房平流沉淀池濾池后加氯礬高錳酸鉀（應(yīng)急）粉末活性炭（應(yīng)急）粉末活性炭（應(yīng)急）前臭氧第三水廠（已建）補(bǔ)加氯補(bǔ)加氯返回前臭氧三水廠工藝流程圖*工藝流程4取水口茅口水廠（已建）清水臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介1.臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)臭氧的分子式為O3，一般為無色的氣體，具有特異的臭味，能夠刺激口、鼻等器官的粘膜。臭氧的氧化力較強(qiáng)，以氧化還原電位表示，在酸性一側(cè)為E＝2.07V，在堿性一側(cè)為E＝1.24V。臭氧的沸點(diǎn)為-112℃，融點(diǎn)為-19.3℃。臭氧溶于水，溶解度與水溫呈反比關(guān)系。在常溫條件下，溶解量約為20mg／L。臭氧在水中自行分解為氧，自行分解的速度由水溫和pH值所控制，高水溫與高pH值能夠促進(jìn)分解。一、臭氧*深度處理技術(shù)簡介—臭氧5臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介1.臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)一、臭氧*深臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介2.臭氧的氧化作用a.臭氧與無機(jī)物作用

臭氧能氧化大部分無機(jī)物，例如在預(yù)臭氧化中，臭氧可有效地將水中溶解性鐵、錳等無機(jī)離子轉(zhuǎn)化為難溶解性氧化物，使其從水中沉淀出來。b.臭氧與有機(jī)物作用（1）臭氧分子與有機(jī)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(yīng)；（2）臭氧被分解后產(chǎn)生羥基自由基，間接地與水中有機(jī)污染物作用，這一反應(yīng)速率快，且沒有選擇性。*深度處理技術(shù)簡介—臭氧6臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介2.臭氧的氧化作用*深度處理技術(shù)簡臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介3.臭氧氧化有機(jī)物的特征a.能夠被臭氧氧化的有機(jī)物種類

蛋白質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、腐殖酸、鏈?zhǔn)讲伙柡突衔锖颓杌锏?。此外，臭氧?duì)CHO-、NH2-、SH-、OH-、NO-等官能團(tuán)也有氧化作用。

b.臭氧氧化有機(jī)物的產(chǎn)物臭氧對(duì)有機(jī)物的氧化難于達(dá)到形成CO2和H2O的完全無機(jī)化階段，只能進(jìn)行部分氧化，形成中間產(chǎn)物，如：甲醛、丙酮酸、丙酮醛和乙酸。c.改善有機(jī)物的可生化性臭氧氧化可以改善有機(jī)物的可生化性，且隨著pH值上升改善作用加強(qiáng)。*深度處理技術(shù)簡介—臭氧7臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介3.臭氧氧化有機(jī)物的特征*深度處理臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介4.臭氧預(yù)氧化對(duì)水處理效果的影響a.除藻除味臭氧預(yù)氧化具有良好的除藻、殺菌、除臭作用，當(dāng)臭氧投加量為2mg/L時(shí)，能使除藻效率提高10％～20％。b.控制氯化消毒副產(chǎn)物臭氧預(yù)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(qiáng)致癌性。另一類是臭氧化有機(jī)物后產(chǎn)生的小分子有機(jī)物，如醛類、脂肪酸、羧酸、酮類等，這些有機(jī)物有些具有較強(qiáng)的生物毒性。*深度處理技術(shù)簡介—臭氧8臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介4.臭氧預(yù)氧化對(duì)水處理效果的影響*臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介5.臭氧中間氧化在常規(guī)凈水工藝的沉后或?yàn)V后投加臭氧，可以氧化常規(guī)工藝難以去除的微量有機(jī)污染物。臭氧不可能將三鹵甲烷前驅(qū)物徹底氧化破壞，只是增加了可生化性，對(duì)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(shù)。將臭氧化學(xué)氧化、活性炭物理化學(xué)吸附、生物氧化降解合為一體的凈化工藝。*深度處理技術(shù)簡介—臭氧9臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介5.臭氧中間氧化*深度處理技術(shù)簡介臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介6.臭氧消毒a.作用：既是氧化劑，又是消毒劑，在水中投入臭氧進(jìn)行消毒或氧化通稱臭氧化。b.臭氧消毒的特點(diǎn)：主要靠·OH的作用，它的氧化作用極強(qiáng)（E0＝3.06V）。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水中剩余消毒劑。c.優(yōu)點(diǎn)：消毒效果好，且劑量小、作用快，不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷等有害物質(zhì)，也可改善水的口感和感觀性能。d.缺點(diǎn)：臭氧消毒生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，投資較大，電耗也較高e.

飲用水的投加臭氧劑量一般為0.2~1.5mg/L*深度處理技術(shù)簡介—臭氧10臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介6.臭氧消毒*深度處理技術(shù)簡介—臭臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介7.臭氧在深度處理技術(shù)中的作用

臭氧作為深度處理技術(shù)，臭氧對(duì)飲用水進(jìn)行以改善水質(zhì)為目的的處理，其主要的任務(wù)是：

a.破壞水中可溶解性有機(jī)物（DOM）的結(jié)構(gòu)，改善其生物可同化作用，提高活性炭濾池的吸附和生物處理效果，延長活性炭再生周期；

b.脫除水的著色；

c.殺菌消毒。*深度處理技術(shù)簡介—臭氧11臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介7.臭氧在深度處理技術(shù)中的作用*深臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介8.臭氧處理工藝系統(tǒng)a.臭氧發(fā)生系統(tǒng)：包括氣體的預(yù)處理、臭氧發(fā)生器、供電設(shè)備、電氣控制及檢測設(shè)備等。b.接觸反應(yīng)系統(tǒng)：臭氧接觸反應(yīng)池c.尾氣處理系統(tǒng)：活性炭吸收法、化學(xué)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*深度處理技術(shù)簡介—臭氧12臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介8.臭氧處理工藝系統(tǒng)*深度處理技術(shù)臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介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(dá)空隙的、以炭作骨架結(jié)構(gòu)的黑色固體物質(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、顆粒活性炭（不定形、圓柱形、球形）3.性質(zhì)和性能指標(biāo)活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其有很大的表面積，一般可達(dá)500～1700m2/g炭，具有良好的吸附作用?？兹莘e、比表面積、碘吸附值、亞甲藍(lán)吸附值二、活性炭*深度處理技術(shù)簡介—活性炭13臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介1.定義二、活性炭*深度處理技術(shù)簡臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介4.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(duì)水中的腐植酸、異臭、色度、農(nóng)藥、烴類有機(jī)物、有機(jī)氯化物、洗滌劑和致突變物質(zhì)等有機(jī)物均具有較好的吸附效果?；钚蕴恳材苋コ胁糠譄o機(jī)物，如重金屬、氰化物、放射性物質(zhì)，能通過反應(yīng)去除水中的余氯、氨氮（與臭氧聯(lián)用）。*深度處理技術(shù)簡介—活性炭14臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介4.吸附作用*深度處理技術(shù)簡介—活臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介5.在給水處理中的應(yīng)用原水突發(fā)性或季節(jié)性出現(xiàn)污染物質(zhì)增高、異味、異臭和THM前驅(qū)物質(zhì)濃度很高時(shí)，作為應(yīng)急措施投加粉末活性炭。為去除有機(jī)污染物、THM的前驅(qū)物和異味、異臭在過濾后加顆?；钚蕴课?。與臭氧聯(lián)用，既有吸附作用，又利用其表面的生物膜的降解作用，去除污染物質(zhì)，并延長活性炭再生周期，即生物活性炭。*深度處理技術(shù)簡介—活性炭15臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介5.在給水處理中的應(yīng)用*深度處理技臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介1.原理

三、臭氧—活性炭工藝介紹*深度處理技術(shù)簡介—工藝16臭氧化學(xué)氧化臭氧滅菌消毒活性炭生物降解活性炭物理化學(xué)吸附臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介1.原理三、臭氧—活性炭工藝介紹*臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介2.工藝流程設(shè)計(jì)及附屬構(gòu)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(yīng)后進(jìn)入活性炭濾池，經(jīng)活性炭濾池處理后進(jìn)入清水池，然后由二泵房供給管網(wǎng)。*深度處理技術(shù)簡介—工藝17工藝流程臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介2.工藝流程設(shè)計(jì)及附屬構(gòu)筑物*深度臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介3.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(shè)計(jì)規(guī)模20萬噸/天，進(jìn)水濁度<3NTU。c.臭氧接觸池分3次曝氣接觸，三階段反應(yīng)，后臭氧投加量為2.5～3mg/L，接觸時(shí)間13min。d.活性炭濾池采用序批式反沖洗池型，單格尺寸10×8m，面積80m2，空床濾速10.94m/h。填料層由上而下為：活性炭粒徑8～30目，厚度2.2m，空床停留時(shí)間12.1min；下設(shè)砂層，平均粒徑0.6mm，不均勻系數(shù)1.3，厚度0.5m；支承層D=2.0~16.0mm，厚0.45m。沖洗周期5～10d，沖洗歷經(jīng)氣沖、氣水混充、水沖三個(gè)階段，沖洗強(qiáng)度視沖洗頻率和方式而定。*深度處理技術(shù)簡介—工藝18臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介3.主要工藝參數(shù)*深度處理技術(shù)簡介臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介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(shè)計(jì)規(guī)模20萬噸/天，進(jìn)水濁度<3NTU。c.臭氧接觸池分3次曝氣接觸，三階段反應(yīng)，后臭氧投加量為2.5～3mg/L，接觸時(shí)間13min。d.活性炭濾池采用序批式反沖洗池型，單格尺寸10×8m，面積80m2，空床濾速10.94m/h。填料層由上而下為：活性炭粒徑8～30目，厚度2.2m，空床停留時(shí)間12.1min；下設(shè)砂層，平均粒徑0.6mm，不均勻系數(shù)1.3，厚度0.5m；支承層D=2.0~16.0mm，厚0.45m。沖洗周期5～10d，沖洗歷經(jīng)氣沖、氣水混充、水沖三個(gè)階段，沖洗強(qiáng)度視沖洗頻率和方式而定。*深度處理技術(shù)簡介—工藝19臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介4.主要工藝參數(shù)*深度處理技術(shù)簡介臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介5.影響工藝處理效果的主要因素a.水中有機(jī)物的性質(zhì)b.活性炭的特性c.操作條件（臭氧投加量控制、反沖洗方式、負(fù)荷等）d.溫度*深度處理技術(shù)簡介—工藝20臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介5.影響工藝處理效果的主要因素*深臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介6.運(yùn)行時(shí)注意事項(xiàng)a.臭氧制備及投加系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)b.活性炭濾池運(yùn)行前準(zhǔn)備c.運(yùn)行中生物膜的形成d.防止炭粒濾料流失e.及時(shí)更新和再生活性炭f.控制出水水質(zhì)（濁度、耗氧量、氨氮、色度、pH)e.各項(xiàng)操作必須按照操作規(guī)程進(jìn)行*深度處理技術(shù)簡介—工藝21臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介6.運(yùn)行時(shí)注意事項(xiàng)*深度處理技術(shù)簡臭氧—生物活性炭技術(shù)簡介1.主要存在的不安全因素a.臭氧發(fā)生器為高壓設(shè)備，注意防止電擊。b.臭氧具有刺激性，高濃度時(shí)具有毒性，必須嚴(yán)格控制臭氧的泄露和尾氣濃度。c.工藝構(gòu)筑物具有一定高度，且活性炭濾池較