1、刘保超2022年6月9日0时06分深度处理培训教材1深度处理工程建设的必要性三水厂整体工艺流程臭氧生物活性炭深度处理技术简介2022年6月9日0时06分主要内容22022年6月9日0时06分工程背景及必要性3建设背景 水源污染 饮用水水质标准提高 现有工艺设施老化建设必要性 保障供水安全 提高工艺水平，满足水质标准 提高供水能力开展深度处理建设 满足健康饮水要求 满足城市发展供水量要求前臭氧2022年6月9日0时06分工艺流程4取水口茅口水厂（已建）清水池管网二级泵房取水泵房斜管沉淀池滤池臭氧车间后加氯矾高锰酸钾（应急）粉末活性炭（应急）粉末活性炭（应急）冲洗水箱活性炭吸附池提升泵房及臭氧接触
2、池液氧储罐鼓风机房取水口清水池管网二级泵房取水泵房平流沉淀池滤池后加氯矾高锰酸钾（应急）粉末活性炭（应急）粉末活性炭（应急）前臭氧第三水厂（已建）补加氯补加氯返回1. 臭氧的物理化学性质臭氧的分子式为O3，一般为无色的气体，具有特异的臭味，能够刺激口、鼻等器官的粘膜。臭氧的氧化力较强，以氧化还原电位表示，在酸性一侧为E2.07V，在碱性一侧为E1.24V。臭氧的沸点为-112，融点为-19.3。臭氧溶于水，溶解度与水温呈反比关系。在常温条件下，溶解量约为20mgL。 臭氧在水中自行分解为氧，自行分解的速度由水温和pH值所控制，高水温与高高水温与高pH值值能够促进分解。一、臭氧2022年6月9日
3、0时06分深度处理技术简介臭氧52. 臭氧的氧化作用a. 臭氧与无机物作用臭氧与无机物作用 臭氧能氧化大部分无机物，例如在预臭氧化中，臭氧可有效地将水中溶解性铁、锰等无机离子转化为难溶解性氧化物，使其从水中沉淀出来。b. 臭氧与有机物作用臭氧与有机物作用 （1）臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用；这是缓慢且有明显选择性的反应； （2）臭氧被分解后产生羟基自由基，间接地与水中有机污染物作用，这一反应速率快，且没有选择性。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧63. 臭氧氧化有机物的特征a. 能够被臭氧氧化的有机物种类能够被臭氧氧化的有机物种类 蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸、链式不饱
4、和化合物和氰化物等。此外，臭氧对CHO-、NH2-、SH-、OH-、NO-等官能团也有氧化作用。 b. 臭氧氧化有机物的产物臭氧氧化有机物的产物 臭氧对有机物的氧化难于达到形成CO2和H2O的完全无机化阶段，只能进行部分氧化，形成中间产物，如：甲醛、丙酮酸、丙酮醛和乙酸。c. 改善有机物的可生化性改善有机物的可生化性 臭氧氧化可以改善有机物的可生化性，且随着pH值上升改善作用加强。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧74. 臭氧预氧化对水处理效果的影响a. 除藻除味除藻除味 臭氧预氧化具有良好的除藻、杀菌、除臭作用，当臭氧投加量为2mg/L时，能使除藻效率提高1020。b. 控制氯
5、化消毒副产物控制氯化消毒副产物 臭氧预氧化可以有效控制三氯甲烷（THM）等氯化消毒副产物。c. 氧化助凝氧化助凝d. 臭氧氧化副产物臭氧氧化副产物 一类是溴酸盐和次溴酸盐，其中溴酸盐具有强致癌性。另一类是臭氧化有机物后产生的小分子有机物，如醛类、脂肪酸、羧酸、酮类等，这些有机物有些具有较强的生物毒性。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧85. 臭氧中间氧化在常规净水工艺的沉后或滤后投加臭氧，可以氧化常规工艺难以去除的微量有机污染物微量有机污染物。臭氧不可能将三卤甲烷前驱物彻底氧化破坏，只是增加了可生化性，对水中已形成的三卤甲烷几乎没有作用，一般要经过吸附工艺去除。因而人们开发了臭氧
6、生物活性炭联用技术臭氧生物活性炭联用技术。将臭氧化臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解学氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解合为一体的净化工艺。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧96. 臭氧消毒a. 作用作用：既是氧化剂，又是消毒剂，在水中投入臭氧进行消毒或氧化通称臭氧化。b. 臭氧消毒的特点臭氧消毒的特点：主要靠OH的作用，它的氧化作用极强（E03.06V）。但作为消毒剂，由于臭氧在水中不稳定，易散失，因此在O3消毒之后，往往需要投加少量的氯等以维持水中剩余消毒剂。c. 优点：优点：消毒效果好，且剂量小、作用快，不会产生三卤甲烷等有害物质，也可改善水的口感和感观性能
7、。d. 缺点：缺点：臭氧消毒生产设备复杂，投资较大，电耗也较高e. 饮用水的投加臭氧剂量一般为0.21.5mg/L2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧107. 臭氧在深度处理技术中的作用 臭氧作为深度处理技术，臭氧对饮用水进行以改善水质为目的的处理，其主要的任务是： a. 破坏水中可溶解性有机物（DOM）的结构，改善其生物可同化作用，提高活性炭滤池的吸附和生物处理效果，延长活性炭再生周期； b. 脱除水的着色； c. 杀菌消毒。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧118. 臭氧处理工艺系统a. 臭氧发生系统臭氧发生系统：包括气体的预处理、臭氧发生器、供电设备、电气控制及
8、检测设备等。b. 接触反应系统接触反应系统：臭氧接触反应池c. 尾气处理系统尾气处理系统：活性炭吸收法、化学吸收法、催化氧化法和燃烧法。臭氧不能贮存，需现场边发生边使用2022年6月9日0时06分深度处理技术简介臭氧121. 定义 活性炭是一种经过气化（炭化、活化）造成的具有发达空隙的、以炭作骨架结构的黑色固体物质。2. 分类 木质活性炭、 矿物质原料活性炭、其它原料制成的活性炭 粉末活性炭、颗粒活性炭（不定形、圆柱形、球形）3. 性质和性能指标 活性炭具有发达的孔隙结构，导致其有很大的表面积，一般可达5001700m2/g炭，具有良好的吸附作用。 孔容积、比表面积、碘吸附值、亚甲蓝吸附值二、
9、活性炭2022年6月9日0时06分深度处理技术简介活性炭134. 吸附作用活性炭的吸附主要是由分子间和分子内键与健之间的作用力引起的，一般称为范德华力。活性炭对水中的腐植酸、异臭、色度、农药、烃类有机物、有机氯化物、洗涤剂和致突变物质等有机物均具有较好的吸附效果。活性炭也能去除水中部分无机物，如重金属、氰化物、放射性物质，能通过反应去除水中的余氯、氨氮（与臭氧联用）。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介活性炭145. 在给水处理中的应用原水突发性或季节性出现污染物质增高、异味、异臭和THM前驱物质浓度很高时，作为应急措施投加粉末活性炭。为去除有机污染物、THM的前驱物和异味、异臭在过滤
10、后加颗粒活性炭吸附。与臭氧联用，既有吸附作用，又利用其表面的生物膜的降解作用，去除污染物质，并延长活性炭再生周期，即生物活性炭。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介活性炭151. 原理 三、臭氧活性炭工艺介绍2022年6月9日0时06分深度处理技术简介工艺16臭氧化学氧化臭氧灭菌消毒活性炭生物降解活性炭物理化学吸附2. 工艺流程设计及附属构筑物 滤池出水经提升泵房提升至臭氧接触池，在接触池内和臭氧接触反应后进入活性炭滤池，经活性炭滤池处理后进入清水池，然后由二泵房供给管网。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介工艺17工艺流程3. 主要工艺参数 a. 前加臭氧量0.5 1mg/L
11、。 b. 臭氧-活性炭系统设计规模20万吨/天，进水浊度3NTU。 c. 臭氧接触池分3次曝气接触，三阶段反应，后臭氧投加量为2.5 3mg/L，接触时间13min。 d. 活性炭滤池采用序批式反冲洗池型，单格尺寸108m，面积80m2，空床滤速10.94m/h。填料层由上而下为：活性炭粒径830目，厚度2.2m，空床停留时间12.1min；下设砂层，平均粒径0.6mm，不均匀系数1.3，厚度0.5m；支承层D=2.016.0mm，厚0.45m。冲洗周期510d，冲洗历经气冲、气水混充、水冲三个阶段，冲洗强度视冲洗频率和 方式而定。2022年6月9日0时06分深度处理技术简介工艺184. 主要
12、工艺参数 a. 前加臭氧量0.5 1mg/L。 b. 臭氧-活性炭系统设计规模20万吨/天，进水浊度3NTU。 c. 臭氧接触池分3次曝气接触，三阶段反应，后臭氧投加量为2.5 3mg/L，接触时间13min。 d. 活性炭滤池采用序批式反冲洗池型，单格尺寸108m，面积80m2，空床滤速10.94m/h。填料层由上而下为：活性炭粒径830目，厚度2.2m，空床停留时间12.1min；下设砂层，平均粒径0.6mm，不均匀系数1.3，厚度0.5m；支承层D=2.016.0mm，厚0.45m。冲洗周期510d，冲洗历经气冲、气水混充、水冲三个阶段，冲洗强度视冲洗频率和 方式而定。2022年6月9日
13、0时06分深度处理技术简介工艺195. 影响工艺处理效果的主要因素 a. 水中有机物的性质 b. 活性炭的特性 c. 操作条件 （臭氧投加量控制、反冲洗方式、负荷等） d. 温度2022年6月9日0时06分深度处理技术简介工艺206. 运行时注意事项 a. 臭氧制备及投加系统的正常运行和维护 b. 活性炭滤池运行前准备 c. 运行中生物膜的形成 d. 防止炭粒滤料流失 e. 及时更新和再生活性炭 f. 控制出水水质（浊度、耗氧量、氨氮、色度、pH) e. 各项操作必须按照操作规程进行2022年6月9日0时06分深度处理技术简介工艺211. 主要存在的不安全因素a. 臭氧发生器为高压设备，注意防止电击。b. 臭氧具有刺激性，高浓度时具有毒性，必须严格控制臭氧的泄露和尾气浓度。 c. 工艺构筑物具有一定高度，且活性炭滤池较深，应防止跌落摔伤；四、安全以及劳动防护2022年6月9日0时06分深度处理技术简介安全及劳动防护222. 主要防范措施a. 严格按照各项操作规程操作，做好事故应急预案编制和落实。 b. 充分利用现代化控制手段，隔断人员和臭氧的直接接触；拥有完备的日常和应急防护装备，并会使用。 c. 安装栏杆及配备救生圈等设施。四、安全以及劳动防护2022年6月9日0时06分深度处理技术简介安全及劳动防护23
