水廠臭氧預處理及臭氧活性炭深度處理生產運行研究

魏鵬博

(南京水務集團有限公司，江蘇 南京 210000)

隨著社會經濟的不斷發展，人們對飲用水的質量要求越來越高。然而，當下的水廠中水源的惡化問題越加嚴重，要滿足人們對水質的高標準的要求，就必須進一步做好凈水工藝，提升凈水處理水平，為人們提供符合標準、口感更佳的安全飲用水。

1．原水預臭氧對常規處理工藝的影響

1．1對常規處理混凝的影響

混凝是水廠進行常規處理的第一個環節，同時也是水廠進行常規處理的主要環節之一。對原水進行預臭氧處理有助于混凝，這是因為原水預處理使水中的含氧有機物增加，促進其與鈣鹽、金屬鹽水解產物等進行反應最后形成凝合體，從而減弱顆粒表面產生的靜電作用，導致溶解有機物發生聚合作用，并因此形成聚合電解質，讓水中的膠體顆粒更易于脫穩、沉淀。

1．2對常規處理水質的影響

預臭氧對常規處理水質的影響主要表現在兩方面，一個是對除鐵和除錳所產生的影響，一個是對去除氨氮作用所產生的影響。鐵是水質中有益于人身體健康的化學物質，但當水的含鐵量過高時，水就會有一種鐵腥味，破壞了水的味道并影響人體健康。若是作為工業用水，則會大大影響到產品的質量。錳也是一種化學物質，攝入過高會對人體的健康有一定的不良影響。預臭氧中的臭氧可以將水中溶解性的錳與鐵氧化變成沒有溶解性的二氧化錳和三氧化二鐵，一部分經過沉淀后被去除，一部分在砂濾池中被去除。被臭氧處理后的水中的含錳和含鐵量符合正常標準，所以，預臭氧促進了砂濾池的除錳和除鐵的作用。

原水中的氨氮量過高不但會影響常規處理中的混凝效果，還會影響水的加氯消毒效果，并產生致癌鹵化物，對人體造成嚴重的危害。預臭氧是在原水前加臭氧，經過預臭氧處理之后的水中溶解氧飽和，有利于細菌的生長與快速繁殖，隨著水的溫度和氣溫的不斷升高，砂濾池中亞硝化細菌和硝化細菌開始大量的繁殖，此類細菌可以通過硝化反應，從而實現去除氨氮的目的。

1．3對常規處理構筑物運行效果的影響

盡管預臭氧促進了水處理構筑物的除鐵除錳的作用，但對砂濾池的運行效果造成了一定的影響。一方面由于亞硝化細菌與硝化細菌黏在濾砂顆粒的表面上，濾池的運行周期被縮短，對濾池沖洗的要求也有所提高。另一方面，錳質濾膜附在濾砂的表面，增加了濾砂的容重，使得在沖洗中較難完全將濾砂沖洗干凈。

2．常規處理與臭氧活性炭深度處理水質的對比分析

2．1濁度

雖然濁度通常不會對人的身體健康造成不良影響，但當水的濁度非常的大時，會讓人在感官上覺得水不干凈，而且形成濁度的懸浮物上大多都粘附著一些病毒和病菌等，對人的健康會帶來一定隱患。所以，降低水的濁度不但可以提升人對水的視覺感受，還可以減少水中的有害物質。通過對比研究，發現臭氧活性炭深度處理水質與常規水質的處理在降低水的濁度方面并沒有明顯的差異，臭氧活性炭深度處理并沒有提高濁度處理的明顯效果。

2．2色度

水的色度并不會影響水的質量，但是當水的色度增大時，則表明水中很可能存在有毒物質。某水廠研究發現，對水進行常規處理后水的色度去除率大約在57%左右，出廠水的色度大約為4.0度，對水進行臭氧活性炭深度處理后，水的色度的去除率達到了94%，出廠時水的色度為1.0度。這說明了臭氧活性炭深度處理對水的色度去除具有明顯的作用。

2．3氨氮

進行臭氧活性炭深度處理的情況下，水中氨氮的去除最開始是通過活性炭的吸附來進行的，但一段時間后去除率逐漸降低。當形成了生物膜后，主要是通過活性炭的生物作用來去除氨氮的，最后則主要是通過砂濾池來去除水中的氨氮。綜合分析，在深度處理過程中，前期氨氮的去除主要是因為濾池濾料的吸附作用，中期則是因為濾池濾料的生物作用，后期主要是依靠砂濾池濾料的生物去除的作用。這一系列變化表明了臭氧活性炭深度處理運行初期對氨氮去除有一定作用，但是時間長之后對沒有明顯的作用。

2．4耗氧量

耗氧量并不是水中污染物，而是有機物的綜合性指標，水中含有的有機物過多，則表明水體被嚴重污染。某水廠對耗氧量進行常規處理，去除率為37%，出廠水的含氧量為1.980mg/L，進行臭氧活性炭深度處理后的去除率為60%，出廠水的含氧量為1.030mg/L。可以看出通過臭氧活性炭深度處理可以促進耗氧量的去除。

2．5亞硝酸鹽氮

水中的亞硝酸鹽主要來自天然礦物溶蝕、污水的滲漏和化肥泄出等。亞硝酸鹽非常容易和胺結合，結合后產生具有致癌性的亞硝酸胺。此外，若是硝酸鹽在水中的含量過高還可能會導致出現“藍嬰兒綜合征”，因此，要嚴格的控制水中亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽氮在常規處理中的去除率大約為85%，出廠水中的含量為0.0120mg/L。深度處理后，去除率超過了95%，出廠水含量小于0.0010mg/L。說明了臭氧活性炭深度處理可以提高亞硝酸鹽氮的去除作用。

2．6錳、鐵

錳與鐵的去除比較相似，所以可以放在一起來分析。某水廠在進行常規處理后，發現錳的去除率為27%，出廠水中錳的含量為0.080mg/L，對鐵的去除率則超過了89%，出廠水中的含量低于0.050mg/L。在經過深度處理后，鐵與錳的去除率均超過了90%，出廠中的含量都幾乎為0，可以得出，臭氧活性炭深度處理可以促進錳的去除;對鐵的去除沒有太明顯的作用，因為常規處理中已經去除了絕大部分的鐵。

結語:

通過以上分析，可以看出臭氧預處理對常規處理具有一定的影響，既有助于混凝，又可以促進常規處理中對部分水質指標的去除，當然，在一定程度上可能會影響常規處理中部分構筑物的運行效果。臭氧活性炭深度處理比常規處理相比有較好的提升作用，對許多水質指標的優化能力顯著，具有很高的研究發展價值。

［1］時光輝．臭氧與活性炭深度處理長江原水試驗研究［D］．重慶大學，2013．

［2］張雪，張璐，華偉．臭氧—活性炭深度處理工藝對微污染水中有機物的去除特性［J］．給水排水，2012(S1)．

［3］劉文君，楊宏偉，張麗萍，李世俊，劉建廣，孫韶華，韓立能．高臭味、高溴離子引黃水庫水臭氧——生物活性炭處理技術研究與示范［J］．給水排水，2012(12)．