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饮用水中有机污染物及其深度处理工艺(下)

2019-7-5 782

饮用水深度处理技术是在常规处理工艺之后,采用的处理方法,将常规处理工艺难以去除的有机污染物、重金属离子或消毒副产物前驱体进行去除。

接下来瑞朗将向您介绍的几种深度处理技术,这些技术单独使用时还不能将各个分子量大小分段上的有机物全部去除掉,仅能去除某个分子量范围内的有机物。因此以有机物的大小分类确定工艺,几种处理技术联合使用将是今后饮用水深度处理技术在应用方面的重点。

01 生物处理技术

饮用水生物处理借助微生物群体的新陈代谢活动,有效去除或减少可能在加氯后生成致突变物质前体、一些可生物降解的有机物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐。生物处理单元可设在传统净水工艺的不同位置,发挥不同作用。

作为预处理,能有效地改善水的混凝沉淀性能,减少混凝剂投加量达25%左右;设在沉淀出水后,可延长过滤或活性碳吸附等处理工艺的使用周期,减轻后续处理的负荷, 提高整个工艺流程的处理效率;对于富营养化湖泊源水,可完全代替预氯化工艺,有效脱氮、脱磷,避免了预氯化工艺生成卤代有机物。生物脱氮技术是生物处理法的具体应用,有原位生物脱氮、反应器脱氮(多为生物膜型)两种,具有高效、低耗的特点,目前在欧美尤其是欧洲各国有较多应用,在我国逐渐引起关注。

02膜分离技术

膜分离技术是一种在某种推动力作用下,利用特定膜的透过性能分离水中的离子,分子和杂质的技术。以压力为驱动力的膜分离技术主要包括微滤(Microfiltration,MF),超滤(U-trafiltration,UF),纳滤(Nanofiltration,NF)和反渗透(Reverse Osimosis,RO)

膜分离性能按截流分子量大小进行评价。RO的截留性能最好,能去除水中绝大部分的离子;但它的运行压力高,能耗大,因此不宜作为饮用水厂的处理工艺。UF和MF可以截留水中绝大部分的悬浮物,胶体和细菌,但对水中有机物的去除率很低,仅在20%以下,无法去除THMs的前驱物。且UF是低压驱动膜,它的截留分子量比较高,所以对水中较低分子量有机物的去除不利。

最好的方法是将活性炭与UF或MF联用,组成吸附-固液分离工艺流程进行净水处理,可有效地将低分子量的有机物从水中去除。NF是一种荷电膜,具有离子选择性,对二价离子如钙,镁的去除率特别高,在净水中适用于硬度和有机物高且浊度低的原水。

03光化学氧化技术

饮用水的光氧化技术是利用可见光或紫外光的照射作用下,进行复杂反应来深度处理饮用水的技术。光氧化技术具有极强的氧化能力,有机物去除效率高,对水中有机优先控制的污染物也能有效分解。

光激化氧化技术是以O3,H2O2,O2和空气等作为氧化剂,将氧化剂的氧化作用和光化学辐射相结合,可产生氧化能力极强的自由基如-OH等,其氧化效果要比单独使用UV或O3好。

光催化氧化是在水中加入一定数量的半导体催化剂(如TiO2,WO3,Fe2O3及CdS等),在UV辐射下产生强氧化能力的自由基,氧化水中的有机物。国内外大量研究表明,纳米TiO2光催化氧化技术对水中污染物的去除具有广泛的适用性,对水中的卤代脂肪烃,硝基芳烃,多环芳烃,杂环化合物,烃类,酚类,表面活性剂,农药等都能有效降解,在饮用水深度处理方面具有广阔前景。该方法的氧化性强,对分解对象无选择性,能够最终使有机物完全矿化,在饮用水处理中有明显的优越性。

04活性炭吸附技术

活性炭处理技术是20世纪60年代国内外广泛应用的深度处理技术,是完善常规处理工艺以去除水中有机物最成熟有效的方法之一。

以活性炭为代表的吸附工艺,由于原料来源广泛,吸附容量大,能吸附水中大部分可溶性有机物质,对色,臭,味,农药,氯化物等其它有机物有良好去除率而被逐渐重视,是处理有机污染物的优先实用技术。在水处理中使用活性炭,能较有效去除小分子有机物,但受孔结构的制约对大分子有机物的去除很有限。当水中有机物含量较高时,势必会使活性炭的吸附加速饱和,缩短使用周期。而且对极性短链含氧有机物及卤代烃的去除能力不高,故常与其它方法联用。

05活性炭纤维技术

活性炭纤维(Activated Carbon Fiber,ACF)是从20世纪60年代迅速发展起来的一种新颖的高效吸附材料,是继粉状和粒状活性炭(GAC)之后的第三代活性炭产品。现已广泛应用在化学工业,环境保护,辐射防护,电子工业,医用,食品卫生等方面。活性炭纤维的孔隙结构与传统活性炭不同,在表面形态,孔结构和孔径分布上存在较大的差异。它可以通过物理吸附,化学吸附以及物理化学吸附等方式在在化工分离领域如有机和无机废水处理,空气净化,溶剂回收等领域广泛应用。

06化学氧化技术


可用作饮用水消毒剂的除常用的氯(包括液氯、次氯酸盐氯、次氯酸钙氯等)外,还有O2、ClO2、RNH2Cl、O3、H2O2、KMnO4、氯溴消毒剂、 二氯异氰尿酸钠等。利用高温高压氧气或空气将污染物催化氧化分解为无机物或小分子有机物的湿式催化氧化工艺(WAO) 对于难生物降解的高浓度有毒有害废水具有相当的实用价值,己成功的用于处理造纸废水、石油化工废水等。但该法运转条件严格,所需设备投资较高,对某些难于氧化的物质处理效果不好。

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