杭州市南星水厂O_3/BAC工艺的运行效果分析

杭州市南星水厂深度处理一期工程采用预臭氧、常规处理、后臭氧、生物活性炭工艺。结合生产性试验确定了预臭氧及后臭氧段的臭氧投量分别为0．30～0．60mg／L和1．50～1．70mg／L。工程投产后的运行结果表明：O、／BAC工艺对微污染源水的处理效果良好，对浊度、CODM。NH4^＋-N、NO2^--N的去除率分别为99．2％、（57％～77％）、（61％～99．7％）、（-25％～99．74％），出水浊度〈0．2NTU、色度〈3倍，CODMn、NH4^＋-N、NO2^-N分别为0．48～1．57mg／L及0．237、0．053mg／L以下；季节对O3／BAC工艺的净化效果影响较大，春、夏、秋季的除污效果较好，冬季的相对较差。深度处理工艺的制水成本为0．561元／m^3，较常规工艺的（0．447元／m^3）仅增加约0．114元／m^3。

UV／O3-BAC与O3-BAC处理二级出水中有机污染物的研究

将光助臭氧氧化-生物活性炭(UV/O3-BAC)新型组合工艺用于处理城市污水厂二级出水中有机污染物。考察了臭氧剂量、氧化反应时间和生物活性炭停留时间对出水水质影响,TOC去除率随着臭氧剂量、氧化反应时间和生物活性炭停留时间增加而增加;其优化工艺参数为:臭氧剂量为3 mg/L,氧化反应和生物活性炭空塔停留时间均为15 min。在优化工艺参数下,UV/O3-BAC工艺对TOC和UV254平均去除率分别达到46%和71%,比O3-BAC工艺(同样工艺参数下)对TOC和UV254平均去除率分别提高35.3%和14.5%;两组合工艺对有机物去除具有协同效应,其中UV/O3-BAC工艺的协同效应比O3-BAC工艺大。UV/O3和O3过程将水中大分子有机物氧化成小分子,增加了出水的可生化性,从而有利于后续BAC对有机污染物的去除。二级出水中主要有机污染物是酚类和酞酸酯等,经氧化处理后,二级出水中芳香烃和含-C=C-有机物消失或浓度减少,同时也生成一些小分子氧化产物,但经BAC处理后,污染物种类和浓度均大为减少。

O_3-BAC污水深度处理工艺对有机锡和壬基酚的去除

评价了臭氧生物活性炭(O3-BAC)联用技术深度处理经过混凝沉淀和砂滤处理的城市污水二级处理水过程中内分泌干扰物有机锡和壬基酚的去除效果。在臭氧消耗量和反应时间为5mg/L和10min,BAC空床停留时间为10min的条件下,臭氧氧化对有机锡化合物MBT、DBT和TBT的平均去除率分别为99.9%、71.2%和15.5%,有机锡中的丁基数量对臭氧氧化效果表现出明显的影响。生物活性炭对MBT、DBT、TBT和MPT的平均去除率分别为87.8%、87.9%、23.3%和21.3%。臭氧可以完全氧化另外一种内分泌干扰物壬基酚(NP)。

O_3-BAC深度处理工艺对有机物及三氯乙醛生成潜能的去除

以我国南方某O_3-BAC深度处理工艺水厂为研究对象,对工艺过程中有机物及三氯乙醛生成潜能(CHFP)进行每月一次为期1年的监测,同时对温度较高的夏季水样予以极性分离,以明晰O_3-BAC深度处理工艺对有机物及CHFP的去除能力与工艺过程中有机物的极性变化等。结果表明,O_3-BAC深度处理工艺原水TOC、UV_(254)、CHFP均呈现一定的季节性变化趋势,高温季节(4~9月)相对较高,范围分别为1.03~2.13mg/L、0.024 1~0.053 5cm^(-1)、17.49~41.40μg/L;O_3-BAC深度处理工艺对TOC、UV_(254)、CHFP去除率范围分别为31.54%~58.83%、46.59%~79.53%、46.20%~75.24%,混凝沉淀和BAC单元在去除有机物和CHFP中起主要作用。此外,臭氧化作用增加了亲水性有机物含量使CHFP升高,同时亦强化了BAC单元对CHFP的去除作用。

上向流O_3-BAC工艺处理微污染湖泊水研究

以我国华东地区某湖泊水为原水,进行中试规模的上向流臭氧生物活性炭(O3—BAC)工艺研究,考察该工艺去除水中有机物的能力,以及工艺出水的生物稳定性和化学安全性。研究结果表明:该工艺能有效去除有机物、氨氮和消毒副产物前体物,同时能提高出水的生物稳定性。该工艺出水CODMn、UV254和DOC的平均值分别为2.31mg/L、0.034cm-1和1.76mg/L,平均去除率为53.4%、67.3%和65.1%;三卤甲烷,卤乙酸和亚硝胺类副产物生成潜能的平均去除率分别为50.3%,59%和96.6%;AOC平均去除率为54.5%;工艺出水BDOC仅为0.56mg/L;且出水未检出BrO3-。因此,O3—BAC工艺适合处理该湖泊水且出水水质安全。

应用Illumina MiSeq高通量测序技术解析O_3-BAC饮用水处理过程细菌多样性变化

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对臭氧-生物活性炭水处理工艺过程各单元出水中细菌多样性及丰度进行研究,测序获得196 809条16S r DNA基因序列,归类为38个门,522个属。各样品中细菌多样性分析结果表明:在各处理单元出水中细菌群落具有高度多样性,预臭氧和臭氧氧化处理对水体中细菌多样性及丰度的影响最大,可杀灭一部分属的细菌,可合理控制臭氧浓度杀灭部分耐氯菌;絮凝沉淀和沙滤单元处理对水体中细菌多样性具有恢复效果,使水体中细菌种属进一步增多;在生物活性炭滤池处理后,细菌多样性增加,丰度分布更为均匀,对后期消毒工艺提出了更高的要求。

针对O_3—BAC工艺生物泄露问题后置砂滤池级配研究

利用砂滤池的截滤作用,对给水深度处理工艺炭滤池出水微型生物进行把关,解决O3-BAC工艺生物穿透问题。结果表明,后置砂滤池比常规净水工艺砂滤池出水微型生物密度小,后置砂滤池采用粒径较小的滤砂能更好地解决微型生物穿透现象。对于浊度为0.5 NTU左右的炭滤池出水,应适当采用粒径较小的滤砂,以提高对浊度的去除率,采用双层填料砂滤池可以使出水平均浊度降至0.10 NTU,提高了城市供水生物安全性。

O_3-BAC工艺预臭氧投加量优化的中试研究

通过设计规模为5～15 m3.h-1的中试装置对O3-BAC工艺给水处理时预臭氧投加量进行了优化研究。结果表明,预臭氧投加量为0.5 mg.L-1时,沉淀池出水浊度为0.68 NTU,助凝效果最强,对比零投加量时,浊度去除绝对值为0.34 NTU;藻类灭活率为77.77%,细菌的灭菌率为84.1%,总大肠杆菌群的灭菌率为98.9%,灭藻灭菌综合效果最好。同时预臭氧对UV254、CODMn具有一定的去除效果,去除率随臭氧投加量增加而略有上升趋势。综合分析,针对Ⅱ～Ⅲ类水源,建议O3-BAC工艺给水处理预臭氧量最佳投加量为0.5 mg.L-1。

O_3/H_2O_2-BAC深度处理工艺对三氯乙醛生成潜能的去除

为提升O_3-BAC深度处理工艺水厂控制三氯乙醛(CH)超标风险能力,以我国南方某水厂常规工艺砂滤池出水和CH典型前体物水溶液为研究对象,分析H_2O_2投加量对O_3/H_2O_2-BAC深度处理工艺削减三氯乙醛生成潜能(CHFP)效能及有机物组成的影响,并确定最佳的工艺参数及CHFP削减机制。结果表明,O_3/H_2O_2-BAC深度处理工艺去除CHFP的最佳工艺参数:H_2O_2/O_3摩尔比为0.5(O_3投加量为1.5mg/L),此条件下,BAC工艺单元对砂滤出水、腐殖酸、蛋白质及天冬氨酸水溶液CHFP的去除率分别为79.10%、67.12%、70.36%和77.82%,其中,与单独投加1.5mg/L O_3相比,对砂滤出水CHFP的削减效能提高24.91个百分点。此外,H_2O_2的投加,通过增加O_3氧化后水体亲水性有机物浓度,进而强化BAC工艺单元对砂滤出水及CH典型前体物水溶液的CHFP去除。

O_3-BAC工艺处理饮用水源水中有机物的研究

对O3-BAC工艺的发展背景以及国内外在这一领域的研究进展作了简要的介绍,较系统地总结了臭氧氧化状况、滤料材质、接触时间、温度和反冲洗状态等影响因素对O3-BAC工艺净水效果的影响。

O_3-BAC工艺去除原水中典型异嗅物的效果

模拟不同2-MIB浓度水平,探讨了臭氧生物活性炭工艺对2-MIB去除效果。研究表明,臭氧氧化对2-MIB具有较好去除效果,臭氧投加量在0.8～1.5 mg/L,预臭氧工艺段对2-MIB去除率可达25%～50%,后臭氧工艺段对2-MIB去除率可达35%～55%。在夏季高温期间,某水厂臭氧生物活性炭工艺出水嗅味明显改善,出厂水2-MIB达标,CODMn总去除率在50.5%,UV254总去除率在60.8%左右。

基于logistic回归模型预测O_3-BAC工艺碳滤后浮游动物爆发的可能性

基于O3-BAC工艺中浮游动物大量穿透的问题,利用logistic回归模型对O3-BAC工艺中碳滤池后出水浮游生物大量穿透的可能性进行预测。同时,认为在仅考虑碳滤池的进水水质因素的前提下,仅温度是影响生物爆发可能性最关键影响因素。

O_3-BAC工艺去除原水中氨氮及耗氧量的效果分析

目的分析O_3-BAC(臭氧—活性炭)深度水处理工艺去除原水中氨氮及耗氧量的效果,为政府制定供水规划,推广使用深度处理制水工艺提供科学依据。方法于2011—2016年,每月采集上海市某水厂原水、出厂水,按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)要求,对水样中氨氮及耗氧量指标进行检测。通过t检验对比分析该自来水厂采用O_3-BAC深度水处理工艺前后原水中氨氮、耗氧量的去除率,通过χ~2检验对比分析采用O_3-BAC深度水处理工艺前后出厂水中氨氮、耗氧量的合格率。结果常规水处理工艺对原水中氨氮的去除率为35.78%±33.45%,对耗氧量的去除率为36.47%±17.97%,O_3-BAC深度水处理工艺对原水中氨氮的去除率为65.78%±17.37%,对耗氧量的去除率为53.75%±16.72%,差异均有统计学意义(P<0.01);常规水处理工艺出厂水氨氮合格率为37.5%、耗氧量合格率为25.0%,O_3-BAC深度水处理工艺出厂水氨氮、耗氧量合格率均为100%,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 O_3-BAC深度水处理工艺去除原水中氨氮及耗氧量的效果显著,可有效提高出厂水合格率,对改善生活饮用水水质有重要意义。

DON的水处理特性及生成NDMA潜能的分析

对微污染黄浦江原水和深度处理工艺出水中DON浓度的变化、控制方法及其消毒副产物—二甲基亚硝胺（NDMA）的生成潜能进行了调查和分析。研究发现，原水中的DON为0.13-0.21mg／L，约占DOC的3.1％-3.9％，占TDN的3.7％-7.5％，同时与温度变化呈现负相关性。与DOC相似，常规处理工艺对DON的去除率维持在20％左右，增加混凝剂投量对DON的控制效果不明显，而臭氧／生物活性炭深度处理工艺对DON的去除率可达60％。不同单元的处理出水经培养后，其NDMA生成潜能均较高（80.1-101.7ng／L），且对NDMA生成潜能的去除率远小于对DON的。

投加氮源提高臭氧—生物活性炭工艺CODMn去除效果中试研究

采用中试研究投加氮源（NH4Cl）提高臭氧生物活性炭工艺去除CODMn的效果。试验结果表明，投加一定量的氮源有利于去除有机物，而过量则无助于去除效果的提高。试验发现，NH4Cl的最佳投加量为0．75mg／L。在最佳投加量下，CODMn总去除率为59．5％，提高了5％左右；生物活性炭对CODMn去除率为36％，提高了6％。

臭氧和紫外线联用的AOP集成技术及应用

基于氧化药剂和工艺单元的机理,提出了UV/O3-BAC-UF组合工艺,充分发挥催化氧化、物化吸附、精细过滤等协同作用,达到多级屏障和提高处理的效果。应用于住宅小区直饮水工程,出水水质满足《饮用净水水质标准》(CJ 94—2005),菌落总数、浊度、耗氧量等指标较进水降低显著,明显低于限值,口感令人愉悦。

O_3-BAC对微污染水源水氨氮去除研究

针对福州市某水厂原传统处理工艺不能有效去除微污染水源水氨氮,出厂水氨氮不能稳定达标的情况,采用臭氧-生物活性炭（O3-BAC）处理工艺对水厂进行了中试研究,研究了臭氧投加量、水温、臭氧接触室气水比、活性炭滤池空床停留时间（EBCT）、流向等因素对氨氮去除的影响.结果表明：对于氨氮浓度为0.6～2.0mg·L-1的微污染水源水质,最佳的臭氧投加量为2 mg·L-1;且当水温为16～24℃,臭氧接触室气水比为5∶3∶2,EBCT为15 min时,氨氮的去除效果在75％以上;此外,与下向流工艺相比,上向流工艺具有较高的去除率.

O_3-BAC工艺对含溴水体消毒副产物生成势的影响

该文主要研究了含溴水体在经过臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺处理前后消毒副产物生成势的变化。通过加氯培养测定三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的生成势。结果表明:进水经过臭氧-生物活性炭系统处理后,总三卤甲烷(TTHM)和9种卤乙酸(HAA9)的生成势均降低了20μg/L左右,抑制率在30%以上。其中,主要去除的是一些含氯的消毒副产物如三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸的前体物。当原水中含有高质量浓度的Br-时,臭氧化可能会导致含溴消毒副产物(如三溴甲烷、一溴乙酸和二溴乙酸)占总消毒副产物的分配比例升高。同时,研究表明:活性炭对于溴代副产物(Br-DBPs)前体物的去除效果低于氯代副产物(ClDBPs),因此在经过Q3-BAC工艺处理后,消毒副产物生成势中,溴代产物所占分配比例进一步增加。

生产规模O_3-BAC滤池中的微生物生物量和活性研究

利用脂磷法、SOUR法,系统研究了生产规模臭氧-生物活性炭(O3-BAC)滤池中纵向断面的生物量及生物活性.结果表明,由于O3对TOC沿程分布规律的影响,以及残余O3本身对生物的抑制作用,滤池纵向断面上的生物量先上升,在10cm填料处达到最大值后呈下降趋势.单位生物量的SOUR在10-4mg/(nmol·h)的水平,其分布状况与生物量相反.单位体积填料的SOUR在10-2mg/(cm3·h)时,在滤池0～20cm段,呈现与生物量沿程分布相同的变化趋势,从20cm向下,呈现与单位生物量的SOUR沿程分布相同的变化趋势.滤池中的生物量均具有一定的活性势(activity potential)增量,下层填料的增量较大,说明代谢活性的提高可能是生物滤池抗冲击负荷的一种途径.

O3⁃BAC深度处理工艺中细菌群落时空分布及动态变化规律

为弄清饮用水O3⁃BAC深度处理工艺过程中细菌群落的时空分布和动态变化规律,本研究以我国南方某O3⁃BAC深度处理工艺水厂为研究对象,采用NovaSeq6000高通量测序技术对夏季和冬季各工艺单元出水及滤砂和活性炭生物膜等细菌群落进行解析.结果表明,出厂水pH、浊度、CODMn、菌落总数等指标均满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求.夏季细菌群落多样性明显高于冬季,活性炭生物膜的细菌群落多样性高于滤砂生物膜;混凝沉淀、臭氧化和消毒是影响细菌群落多样性的主要工艺单元.水样和生物膜样品绝对优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria),且主要菌门组成大体相同,但细菌群落门水平相对丰度存在一定的时空差异,属水平上差异则更为明显.此外,检测到的条件致病菌属主要包括芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和分支杆菌属(Mycobacterium),且其所占核心微生物OTUs数目不受季节性影响.水温和生物可降解溶解性有机碳(BDOC)是显著影响细菌群落分布的主要水质参数.以上研究结果表明,O3⁃BAC深度处理工艺过程中细菌群落具有时空变化特性,并可为饮用水微生物安全保障提供支撑.