饮用水预臭氧化技术的进展.doc

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1、饮用水预臭氧化技术的进展摘要：预臭氧化主要用于脱色除臭、去除藻类和藻毒素、控制氯化消毒副产物、初步去除或转化污染物、助凝等，对水质的改善程度取决于原水水质和臭氧化条件，预臭氧化同时产生一定的醛类、溴酸盐等有害副产物。综述了原水预臭氧化技术的几个热点问题。关键词：预臭氧化色度嗅副产物藻类助凝　　随着水源污染的加剧和水质标准的提高，针对常规处理工艺的不足，各种饮用水预氧化技术应运而生，预臭氧化技术正逐渐引起人们的关注。臭氧的氧化能力极强，氧化还原电位为2.07V，在碱性溶液中仅次于氟。1886年法国最早进行臭氧技术研究，20世纪60

2、年代末臭氧开始用于原水预氧化，主要用途为改善感官指标、助凝、初步去除或转化污染物等。原水水质差异和臭氧化特性使得当前对预臭氧化的利弊说法不一，并且臭氧应用成本较高、国内经验不多，为更好地应用该技术，本文着重论述其应用的几个热点问题，以期为已采用和考虑采用该技术的水厂提供参考。1　改善感官指标　　大量研究和应用实践证实预臭氧化可明显对原水脱色除臭，改善水的感官指标。　　水的色度主要由溶解性有机物、悬浮胶体、铁锰和颗粒物引起，其中光吸收和散射引起的表色较易去除，溶解性有机物引起的真色较难去除。致色有机物的特征结构是带双键和芳香环，代

3、表物是腐殖酸和富里酸。臭氧通过与不饱和官能团反应、破坏碳碳双键而去除真色，去除程度取决于臭氧投加量和接触条件；同时臭氧可氧化铁、锰等无机呈色离子为难溶物；臭氧的微絮凝效应还有助于有机胶体和颗粒物的混凝，并通过颗粒过滤去除致色物。根据CDM公司的中试结果，常规处理可使东江原水色度从68度(均值)降到滤后水的1～3度，而投加0.5～1.0mgO3/L进行预臭氧化和1.5mgO3/L进行主臭氧化后，滤后水基本无色。　　水的嗅味主要由腐殖质等有机物、藻类、放线菌和真菌以及过量投氯引起，现已查明主要致臭物有土臭素、2-甲基异冰片、2，4，

4、6-三氯回香醚等。虽然水中异臭物质的阈值仅为0.005～0.01μg/L；但臭氧去除嗅味的效率非常高，一般1～35mg/L的投加量即可达到规定阈值。美国洛杉矶水厂10年的运行经验证实了预臭氧化控制饮用水异臭的有效性［1］。臭氧化主要靠羟基自由基去除异臭物质，催化产生更多的自由基将加强臭氧的除臭功能，目前主要有提高水的pH值和采用高级氧化技术等方法。ToshioKawanishi等在原水土臭素、2-甲基异冰片浓度分别为0.8μg/L，1.0μg/L时，采用0.5mgO3/L，2.0mgH2O2/L预氧化对两种致臭物的去除率比采用2

5、.0mgO3/L预氧化的值依次高40%，25%［2］。2　控制氯化消毒副产物　　有代表性的有害氯化消毒副产物(DBPs)主要为三卤甲院(THMs)和卤乙酸(HAAs)等，世界各国均制定了严格的DBPs标准。预臭氧化通过两个途径控制DBPs：一是直接去除DBPs的前驱物质；二是转化前驱物质，从而利于后续工艺的的协同去除，后者在低臭氧投加量(0.5mgO3/mgTOC左右)下起重要作用。　　预臭氧化去除DBPs前驱物质的效果取决于原水水质及预臭氧化条件，主要是TOC及Br含量、有机物性质、臭氧投加量及时间、水温、pH等。虽然目前对预

6、臭氧化控制DBPs的效果说法不一，但以降低DBPs前驱物质含量的居多。Richard等的研究结果表明［3］，采用0.7mgO3/mgTOC的臭氧投加量氧化既定的原水，可将总THMs，HAAs，TOX的前驱物质分别去除20%～30%，继续增加臭氧投加量收效不明显；对含溴原水预臭氧化后，含溴的DBPs量明显上升，提高臭氧投加量虽然会降低溴代物，但却生成有害的溴酸盐。深圳水司的中试结果表明，采用预臭氧化工艺的出厂水有机氯、氯仿量分别比预氯化工艺低61.4%，30.6%。原水有机物组分对预臭氧化去除DBPs前驱物质的效果影响很大［4］，

7、对于THM前驱物质以柠檬酸为代表的原水就不宜进行预臭氧化处理，因为柠檬酸及其臭氧化产物(OBPs)3-氧代戊二酸的氯仿生成势分别为93.8μg碳/mL和1740μg碳/mL，必要时可增大臭氧投量、延长接触时间。在较低投加量(0.5mgO3/mgTOC)下进行预臭氧化会产生较多的OBPs，液氯(或氯胺)消毒将会产生新的DBPs，如水合氯醛(Chloralhydrate)、氯腈(Cyanogenchloride)、三氯硝基甲烷(Chloropicrin)等，这又给后续消毒提出了新问题。　　预臭氧化对水致突变性的影响也因水质和臭氧化条

8、件不同而异。深圳水司的中试Ames试验结果显示，在样品浓度2L/皿、原水TA98-S9的MR值为1.95时，采用1.6mgO3/L进行预氧化的出厂水TA98*.S9的MR值为2.07，而在原水TA98-S9的MR值为1.73时，采用3.0mgCl2/L进行预氧化