臭氧催化氧化與活性炭聯(lián)用給水處理工藝特性中試研究.pdf

1、當前飲用水水源的有機污染較為嚴重，有機污染物本身不僅具有極高的毒害作用，而且在加氯消毒后可能生成鹵代消毒副產(chǎn)物(DBPs)，同時有機物的存在還會降低飲用水的生物穩(wěn)定性，導致微生物在管網(wǎng)中的二次繁殖，因此減少飲用水中的有機污染物含量具有重要意義。常規(guī)水處理工藝對于有機污染物的去除效率較低，尋求經(jīng)濟、高效的處理技術(shù)勢在必行。臭氧催化氧化技術(shù)在充分發(fā)揮臭氧氧化去除有機物優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，引發(fā)生成氧化性極高的羥基自由基(·OH)，從而可以有效去除水

2、中難降解微量有機污染物、減少臭氧氧化副產(chǎn)物含量，是一種極具應用前景的飲用水處理方法。
　　實驗室研究表明，蜂窩陶瓷及活性炭催化臭氧氧化技術(shù)對水中微量有機物的去除具有較為明顯的優(yōu)勢，但是催化氧化與活性炭聯(lián)用工藝特性有待深入研究，因此通過中試考察了蜂窩陶瓷催化臭氧氧化及活性炭催化臭氧氧化與活性炭過濾聯(lián)用工藝運行特征。
　　試驗條件下蜂窩陶瓷催化反應器的氣液傳質(zhì)能力稍低于臭氧反應器，但當氣水比大于0.15時氣液傳質(zhì)能力將超過臭氧反

3、應器。氣量為0.1 m3/h時臭氧反應器與蜂窩陶瓷催化氧化反應器的氣含率(εg)分別為0.19％和0.15%，說明催化氧化反應器內(nèi)的氣泡尺寸較大，不利于氣液傳質(zhì)；液相脈沖加入試驗中臭氧反應器與蜂窩陶瓷催化反應器的Pe準數(shù)分別為3.14和5.25，說明催化氧化反應器內(nèi)液相平推流成分較高，有利于氣液傳質(zhì)。氣水比增加對催化氧化反應器的氣液傳質(zhì)效率影響更大。
　　蜂窩陶瓷催化氧化對有機物的去除能力高于臭氧氧化，序批試驗中催化氧化對TOC及

4、 CHCl3FP最高去除率均比臭氧氧化高約2倍。連續(xù)流試驗中催化氧化對UV254的去除效果在低臭氧投量時較為明顯，臭氧投量為1 mg/L時催化氧化對UV254去除率比臭氧氧化高16.7%，這是蜂窩陶瓷催化反應器平推流比例較高，使得液相臭氧濃度迅速上升結(jié)果。此外，蜂窩陶瓷催化氧化對 BrO3-有較好的控制作用，臭氧投量為1 mg/L時催化氧化出水BrO3-含量比臭氧氧化低38.8%。
　　活性炭催化劑能夠促進臭氧的分解。連續(xù)運行時活

5、性炭催化二級氧化工藝比臭氧二級氧化工藝對液相臭氧的消耗率平均高71.2%。對活性炭催化二級氧化工藝的臭氧消耗量與有機物含量間關(guān)系分析證明，活性炭在臭氧分解過程中可與臭氧直接反應或起自由基引發(fā)劑作用，在水中有機物含量較低時其臭氧分解促進作用尤為明顯。當臭氧投量為1 mg/L時，催化二級氧化對MIB去除率比臭氧二級氧化高約1倍。當水中臭氧濃度為1.5 mg/L左右時，催化二級氧化使 BrO3-濃度降低了0.04 mg/L。
　　催化氧

6、化與活性炭過濾組合工藝的凈水效率較高。進水臭氧濃度0~0.1 mg/L、進水UV254為0.020~0.0301/cm時催化與臭氧后續(xù)活性炭對UV254平均去除率分別為30%和21%，活性炭過濾對UV254及DOC的去除率在進水水質(zhì)及液相臭氧濃度適中時最大，液相臭氧相對濃度(O3/DOC)約為0.3時 DOC去除率達到最高值。催化氧化后續(xù)活性炭進水中有機物含量及臭氧濃度均較低，有利于活性炭保持吸附容量和表面性質(zhì)。此外，催化劑流失的金屬氧