O3-BAC工藝去除原水中典型異嗅物的效果

高 煒，王 錚

（1.上海市自來水市北有限公司，上海 200082；2.上海城市水資源開發利用國家工程中心有限公司，上海 200082）

水庫富營養化問題是一個普遍存在的環境問題，給水廠的水處理工藝帶來困難。臭氧生物活性炭工藝作為一種高效的深度工藝，在國內外得到廣泛應用，能夠去除水中微量有機污染物［1－3］。本文以實際原水為研究對象，模擬不同2－MIB濃度水平，通過中試開展了臭氧投加量、氧化時間等工藝參數優化研究，并探討了某水廠臭氧生物活性炭工藝對原水的處理效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用原水取自某水廠進廠原水。原水主要水質參數如表1所示。

表1 原水主要水質參數Tab.1 Water Quality of Raw Water

該原水水質總體良好，濁度、色度、有機物含量較低。

1.2 中試工藝參數

本試驗中試規模為2.5m3/h。預臭氧反應時間為2～3min，后臭氧反應時間為10～12min，BAC濾池停留時間為15min左右，濾速為9 m/h，采用氣水聯合反沖。混凝劑為硫酸鋁液體(氧化鋁含量7.8%)，投加量為25mg/L左右。

1.3 分析方法

CODMn測定采用GB/T 5750.7—2006酸性高錳酸鉀滴定法；UV254采用紫外分光光度儀(UV－4802型，美國UNIC公司)測定；渾濁度采用美國HACH公司2100AN濁度儀測定；2－MIB采用GC－MS測定。

2 結果與討論

2.1 常規工藝對2-MIB去除效果

圖1為常規工藝對2－MIB去除效果。

圖1 常規工藝對2－MIB去除效果Fig.1 Removal of 2－MIB by conventional process

常規工藝對2－MIB去除效果如圖1所示。模擬中試進水2－MIB最高濃度為50ng/L左右。研究表明，經過常規混凝工藝處理后，出水2－MIB基本無去除效果。

2.2 臭氧生物活性炭工藝影響因素研究

2.2.1 不同臭氧氧化時間對2－MIB去除效果

圖2為不同臭氧氧化時間對2－MIB去除效果。

模擬原水2－MIB濃度為220ng/L，臭氧投加量為0.8mg/L和1.5mg/L，反應時間為0～12min，不同臭氧氧化時間對2－MIB去除效果如圖2所示。結果表明，隨臭氧反應時間增加，2－MIB去除效果逐漸提高。在初始反應3min內，反應速率較快，去除率分別達到32.6%和70.0%。隨反應時間增加到12min，2－MIB去除率增加至46.6%和82.0%，反應12min比3min對2－MIB去除率可提高13%左右。

圖2 不同臭氧氧化時間對2－MIB去除效果影響Fig.2 Effect of Reaction Time on 2－MIB Removal

2.2.2 不同臭氧投加量對2－MIB去除效果

圖3為不同臭氧投加量對2－MIB去除效果。

圖3 不同臭氧投加量對2－MIB去除效果影響Fig.3 Effect of O3Dosage on 2－MIB Removal

不同臭氧投加量對2－MIB去除效果如圖3所示。模擬原水2－MIB初始濃度為220ng/L和430ng/L，臭氧投加量為0.8～2.5mg/L，反應時間為3min和12min，分別模擬水廠前、后臭氧氧化反應。由圖可知，當2－MIB初始濃度為220ng/L左右，反應3min，隨臭氧投加量從0.8mg/L增加到2.0mg/L，2－MIB去除率從32.6%提高到69.6%；反應12min，2－MIB去除率從46.6%提高到81.8%。實際水廠預臭氧反應時間為2～3min，如果臭氧投加量控制在0.8 ～1.5mg/L，2－MIB去除率可達33%～70%。后臭氧氧化時間在10～15min，后臭氧投加量如果控制在0.8mg/L，2－MIB去除率可達47%左右。

同樣，當2－MIB初始濃度為430ng/L左右時，預臭氧投加量在0.8～1.5mg/L，2－MIB去除率可達24.4% ～48.2%。后臭氧投加量在0.8～1.5mg/L，2－MIB去除率可達35.3% ～53.9%。因此，根據進水2－MIB不同濃度水平，可適當調節前、后臭氧投加量，臭氧投加量在0.8～1.5mg/L，預臭氧對2－MIB去除率可達25% ～50%，后臭氧對2－MIB去除率可達35% ～55%。

2.2.3 BAC對2－MIB去除效果

圖4為BAC進出水2－MIB變化曲線。由圖4可知BAC對2－MIB具有較好去除作用，相對BAC進水2－MIB濃度，BAC單元工藝對2－MIB去除率在50% ～80%，相對于中試進水2－MIB濃度，BAC對2－MIB去除率在30%～40%。

當 O3－BAC 進水低于 100ng/L，經預臭氧、后臭氧及BAC處理后，出水基本可達到10ng/L以下，滿足《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)要求。

圖4 BAC對2－MIB去除效果Fig.4 Removal of 2－MIB by BAC

2.3 某水廠臭氧活性炭工藝生產運行效果

對某水廠各工藝段進出水進行采樣分析，考察了臭氧生物活性炭深度出水 CODMn、UV254、2－MIB等去除效果。

2.3.1 CODMn去除效果

某水廠臭氧生物活性炭工藝出水CODMn去除效果如圖5所示。

圖5 臭氧生物活性炭深度工藝對CODMn去除效果Fig.5 Removal of CODMnby O3－BAC

進廠原水CODMn在1.5～2.4mg/L，砂濾出水CODMn在0.8～1.9mg/L，去除率平均為30.4%。后臭氧出水CODMn在0.9～1.7mg/L，后臭氧工藝單元CODMn去除率在5% ～20%，平均為9.2%，BAC出水 CODMn在 0.7～1.5mg/L，BAC工藝單元CODMn去除率在7% ～23%，平均為13.2%。臭氧生物活性炭出水CODMn總去除率為50.5%左右。

2.3.2 UV254去除效果

圖6為某水廠臭氧生物活性炭深度工藝出水UV254去除效果曲線。

由圖6可知，砂濾出水 UV254平均去除率為30.8%。后臭氧氧化可進一步降低水中UV254，平均去除率為19.5%。BAC對UV254平均去除率為10.5%。臭氧生物活性炭工藝出水UV254總去除率在60.8%。

圖6 臭氧生物活性炭深度工藝對UV254去除效果Fig.6 Removal of UV254by O3－BAC

2.3.3 2－MIB 去除效果

圖7 臭氧生物活性炭深度工藝對2－MIB去除效果Fig.7 Removal of 2－MIB by O3－BAC

臭氧生物活性炭工藝對2－MIB去除效果如圖7所示。2012年夏季高溫期間，進廠原水2－MIB濃度有所升高。砂濾出水2－MIB去除率在15% ～33%，后臭氧出水2－MIB去除率為25% ～60%，平均去除率為44.6%，BAC單元對2－MIB平均去除率為39.9%。根據對水廠臭氧生物活性炭深度工藝出水連續檢測，在夏季高溫高嗅味期間，BAC出水嗅味明顯改善，2－MIB濃度基本在10ng/L以下。

另外，通過水廠各工藝單元出水連續檢測，均未見溴酸鹽生成。

3 結論

(1)常規工藝對2－MIB基本沒有去除效果；

(2)臭氧生物活性炭工藝對2－MIB具有較好去除效果，中試研究表明，臭氧投加量在 0.8～1.5mg/L，預臭氧對2－MIB去除率為25% ～50%，后臭氧對2－MIB去除率為35% ～55%，BAC對2－MIB去除率在30% ～40%；

(3)某水廠臭氧生物活性炭深度工藝出水有機物去除效果明顯改善，CODMn總去除率為50.5%左右，UV254總去除率在60.8%左右，出水嗅味明顯改善，2－MIB濃度基本可以控制在10ng/L以下。

［1］陳國光，朱慧峰，錢靜汝.不同藻類產生致嗅物質處理技術的研究［J］.給水排水，2013，39(11):39－41.

［2］Tasushi Takeuchi，Kazuhiro Mochiazuki，Noriyuki Matsunobu，et al.Removal of organic substances from water by ozone treatment followed by biological activated carbon treatment［J］.Water Science ＆ Technology，1997，35(7):171－178.

［3］蘇定江，高乃云.臭氧生物活性炭聯合工藝去除微污染水中有機物［J］.工業用水與廢水，2005，36(2):26－28.