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(dāng)前飲用水水源的有機(jī)污染較為嚴(yán)重，有機(jī)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(shí)有機(jī)物的存在還會(huì)降低飲用水的生物穩(wěn)定性，導(dǎo)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(jī)污染物含量具有重要意義。常規(guī)水處理工藝對(duì)于有機(jī)污染物的去除效率較低，尋求經(jīng)濟(jì)、高效的處理技術(shù)勢(shì)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(jī)物優(yōu)勢(shì)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(jī)污染物、減少臭氧氧化副產(chǎn)物含量，是一種極具應(yīng)用前景的飲用水處理方法。
　　實(shí)驗(yàn)室研究表明，蜂窩陶瓷及活性炭催化臭氧氧化技術(shù)對(duì)水中微量有機(jī)物的去除具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，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(guò)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(guò)濾聯(lián)用工藝運(yùn)行特征。
　　試驗(yàn)條件下蜂窩陶瓷催化反應(yīng)器的氣液傳質(zhì)能力稍低于臭氧反應(yīng)器，但當(dāng)氣水比大于0.15時(shí)氣液傳質(zhì)能力將超過(guò)臭氧反

3、應(yīng)器。氣量為0.1 m3/h時(shí)臭氧反應(yīng)器與蜂窩陶瓷催化氧化反應(yīng)器的氣含率(εg)分別為0.19％和0.15%，說(shuō)明催化氧化反應(yīng)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(yàn)中臭氧反應(yīng)器與蜂窩陶瓷催化反應(yīng)器的Pe準(zhǔn)數(shù)分別為3.14和5.25，說(shuō)明催化氧化反應(yīng)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(duì)催化氧化反應(yīng)器的氣液傳質(zhì)效率影響更大。
　　蜂窩陶瓷催化氧化對(duì)有機(jī)物的去除能力高于臭氧氧化，序批試驗(yàn)中催化氧化對(duì)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(yàn)中催化氧化對(duì)UV254的去除效果在低臭氧投量時(shí)較為明顯，臭氧投量為1 mg/L時(shí)催化氧化對(duì)UV254去除率比臭氧氧化高16.7%，這是蜂窩陶瓷催化反應(yīng)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(duì) BrO3-有較好的控制作用，臭氧投量為1 mg/L時(shí)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(jìn)臭氧的分解。連續(xù)運(yùn)行時(shí)活

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

6、化與活性炭過(guò)濾組合工藝的凈水效率較高。進(jìn)水臭氧濃度0~0.1 mg/L、進(jìn)水UV254為0.020~0.0301/cm時(shí)催化與臭氧后續(xù)活性炭對(duì)UV254平均去除率分別為30%和21%，活性炭過(guò)濾對(duì)UV254及DOC的去除率在進(jìn)水水質(zhì)及液相臭氧濃度適中時(shí)最大，液相臭氧相對(duì)濃度(O3/DOC)約為0.3時(shí) DOC去除率達(dá)到最高值。催化氧化后續(xù)活性炭進(jìn)水中有機(jī)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