超滤臭氧结合的饮水处理技术介绍 5页

'超滤臭氧结合的饮水处理技术介绍  时间:2009-12-23  15:42:02    来源:北京格兰特膜分离设备有限公司    作者:孟广祯【字体：大中小简繁】【收藏】【关闭】1、自来水对人类健康的威胁和污染对净化技术的挑战　　在一个世纪以前，人类历史上因饮水带来的灾难屡见不鲜。自20世纪初以来人类开始采用氯气对饮水消毒的方法，从而大大避免了大规模饮水传染病的暴发。20世纪80年代，在城市自来水中发现了不能备氯气杀死的致病原生动物蓝氏贾第鞭毛虫和隐孢子虫（以下简称两虫），使得城市自来水再次成为人类的健康因患。自20世纪70年代以来，由于饮用水源污染的加剧，人们不得不加大氯气的添加量，而氯气与水中有机物及细菌尸体反应产生的氯化副产物对人类健康的威胁也越来越严重。　同样由于水源污染，水中藻类等微生物的严重滋生。而这些微生物的代谢物常常会向饮水中引入毒素和使水变味。而氯气消毒无法保证消除这些毒素和异味。这些毒素和异味也影响了人类的饮水安全。2、臭氧与活性炭结合技术 　　面对饮用水源污染逐步增加的饮水问题，自上世纪70年代以来出现了臭氧活性炭技术（O3-AC）和臭氧生物活性炭技术（O3-BAC）。臭氧活性炭技术（O3-AC）主要以臭氧消毒功能和活性炭分解剩余臭氧和吸附有机物功能相结合。由于臭氧溶解度和臭氧在气体中浓度均较低等原因，臭氧在水中的添加量有限。同时由于臭氧氧化性很强，因此臭氧消毒缺乏选择性。由于这样的原因，在水中添加的有限的臭氧可以被几乎任何有机物所消耗，因此在有机物污染的水中臭氧的消毒效果无法保障。而活性炭吸附有机物的寿命经常较短，更换成本较高。另外，活性炭内部细菌的生长带来二次污染。因此，臭氧活性炭技术（O3-AC）并未得到广泛应用。　　臭氧生物活性炭技术（O3-BAC）就是利用臭氧的强氧化性将部分微生物（如细菌、病毒、两虫等）、部分有机物和毒素以及异味氧化，然后再利用活性炭过滤器中的生化反应将这些污染物降解除去。这一技术在除去水中有机污染物（降低COD ）方面效果较好，但是由于生物活性炭中的微生物数量多、种类复杂，因此产水中有较大量的细菌、细菌尸体和细菌代谢物。在投运的臭氧生物活性炭水厂活性炭滤池中甚至出现红虫、剑水蚤、轮虫等微型动物。采取定期药剂浸泡或热消毒等方法对活性炭滤池消毒的的方法因操作困难较大，会引起水质波动和增加运行成本而显得不过切合实际。3、超滤技术与饮水处理　　一般地说，超滤是指过滤孔径为0.0005-0.1微米的膜过滤技术。但是用于饮用水安全保障的超滤膜过滤孔径应选择0.01微米以下（截流分子量小于10万道尔顿）。为讨论问题方便，以下将过滤孔径0.01微米以下的超滤称精超滤。精超滤可以去除水中几乎全部的致病微生物，这些微生物包括细菌、病毒、两虫、藻类；可以除去几乎100%的悬浮物以及被悬浮物吸附的毒素；可以除去决大部分的无机、有机胶体（包括微生物尸体和尸体碎片）；可以除去大部分大分子有机物。但是精超滤无法除去溶解的小分子有机物和异味。早在20世纪80年代,欧美国家及日本就已经开始大规模使用超滤膜技术处理自来水。超滤处理自来水已经为了防止两虫对人类健康的威胁的最有效方法。长期以来，超滤膜的价格较高，影响了这一技术的广泛应用。值得欣慰的是，近两年来，高质量低价格的超滤膜开始出现，使得在中国大规模使用超滤膜处理自来水成为可能。同时，中国目前饮用水源严重被污染的现实也使得超滤将成为饮水处理的必要技术和核心技术。4、超滤与臭氧结合的自来水处理技术 　　如前所述，精超滤可以除去几乎全部的微生物和大部分污染物得到，无菌清澈的水。但是，精超滤无法除去异味。而臭氧在除去异味方面有无可比拟的优势。将原水经精超滤处理，再向处理后的水中添加少量臭氧，此时由于水中微生物含量几乎等于零，大部分可以消耗臭氧的悬浮物和有机物也已经被精超滤清除，臭氧只起进一步保证微生物安全作用和消除异味的作用，因此臭氧的效率更高，对水消毒的安全性也更高。对于水中异味较为严重的水，或有机污染较为严重的水，可以适当增加臭氧添加量和添加点，然后经过紫外光反应器，使臭氧在紫外光催化下增加氧化能力，提高臭氧氧化反应速度使产水的异味清楚更为彻底，使污染物明显降低，使消毒效果更佳和更安全。经过超滤-臭氧或超滤-臭氧-紫外处理的水，在进入管网前还应添加少量氯气以保证管网微生物安全。这样的方法从处理后水质和饮水安全的角度讲均有明显的优势。5、超滤和臭氧结合技术的经济性分析 　　由于超滤膜价格的大幅度下降，每天万吨自来水超滤设备的价格约100万元人民币。超滤后臭氧的添加量比臭氧生物活性炭小很多，仅为每升0.5-1.0毫克，每天万吨自来水精超滤后臭氧设备的价格约35万元人民币，紫外反应器约50万元人民币。管道，阀门和自动控制约50万元人民币。设备总价约235万元人民币。总体设备价格较臭氧-生物活性炭法便宜。　　参考文献：　李圭白，杨艳玲《第三代城市饮用水净化工艺-超滤为核心的组合工艺》，给水排水，2007,33(4),1　乔铁军等《臭氧生物活性炭技术的工艺设计与运行管理》，给水排水，2007,33(3),15-19'