淄博智普自动化科技有限公司
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阅读：619发布时间：2016-5-11
利津自来水公司采用臭氧预氧化处理的工程状况
张磊 1 丁香鹏 1 蒋召友 2
（ 1青岛国林实业有限责任公司， 山东 青岛 266031；
2山东省环保产业股份有限公司，山东 济南 250014）
摘 要： 加臭氧预氧化处理的水质，色度及味大大改善，说明臭氧对水有很好的混凝效果； CODMn 的去除率非常高，主要因为臭氧对水中有机物的氧化作用，使大分子有机物断链、开环，变成小分子有机物，提高了可生化性，使活性炭对水中的有机物去除率升高。采用国产臭氧发生器对自来水预氧化处理，每吨水的成本增加0.0714元，即使再增加臭氧后级投加，每吨水成本增加也不会超过0.08元，主要因为国产臭氧设备价格低，折旧费大大减少。因此，国内自来水厂采用国产臭氧设备进行工艺改造，具有非常高的性价比。
关键词 ： 臭氧；预氧化处理；改造工艺
1、概论
我国水资源污染严重，在10万km的评价河段中，水质低于Ⅳ类的占47%。北部辽、黄、海、淮等流域，污水与地表径流比高达1:14—1:6。2004年5月份黄河干、支流评价31个河段，水质满足Ⅲ类标准的河段占干流评价河段的29.0%，符合Ⅳ、 类标准的河段占48.4%，劣于Ⅴ类标准的河段占22.6%，形式不容乐观。
应用臭氧对微污染自来水源水进行臭氧预氧化处理和深度处理，是目前较*和成熟的自来水处理工艺， 在欧美等发达国家已得到普及应用。近年来，我国的北京、上海、昆明、广州、深圳等大中城市及富饶的江浙地区，已开始采用该项技术，自来水水质得到明显提高。
2 利津自来水公司概况
2.1水源状况
利津自来水公司位于黄河入海口附近，采用黄河下游水源，其断面水质为Ⅳ类，超Ⅲ类项目为石油类，且有机物、氨氮、藻类含量偏高。
目前原水水质状况见下表 1。
表 1 目前原水水质状况
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备注： 2004年7月16日化验报告
2.2原有的水处理工艺
利津自来水公司水厂的处理水量为20000T/d，主要供给利津县城的居民生活用水和部分工业用水。现有的水处理工艺为为常规处理，其工艺流程见图1：
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图 1 现有的水处理工艺
该常规工艺对去除水中杂质有一定的效果，但处理后的水体中仍含有较高的有机物、藻类、氨氮，透明度指标也不甚理想，且出厂水有嗅和味。
根据国家沿黄流域农水改造项目的精神，国家投入一部分 ,地方自筹一部分,该厂决定采用臭氧预氧化处理工艺，以提高出水水质。
3、采用臭氧预氧化处理工程改造
3.1臭氧发生器的选择
3.1.1臭氧产量的确定
根据20000T/d的处理水量，保证枯水期水质恶化带来的影响，经过小试和中试，预臭氧氧化处理的臭氧zui大投加量选择为4.8g/T，故需臭氧产量为：
20000÷24×4.8=4000（g/h）
3.1.2臭氧发生器的具体选择
臭氧发生器采用两台2kg/h空气源臭氧发生器，共用一套气源系统。目前我国自来水厂采用的臭氧发生器几乎全部是进口设备，价格昂贵，而自来水采用臭氧处理将是饮用水深度处理的发展趋势，采用国产臭氧发生器替代进口设备将具有重大意义。
经山东省环保股份有限公司经过长时间调研和实地考察，在国内企业进行招标，青岛国林实业生产的臭氧发生器与进口设备性能接近，并zui终中标。 臭氧发生器技术参数表 2，臭氧发生器实物见图2，图3：
表 2 臭氧发生器技术条件及性能参数
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图 2 2×2kg/h臭氧发生器气源系统
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图 3 2×2kg/h臭氧发生器主机
3.2臭氧预氧化处理改造工艺
在水厂原有设施的基础上，用臭氧预氧化处理代替对自来水加Cl2及絮凝剂的预处理。把原过滤池加入活性碳。臭氧发生器产生的臭氧气体，在供水泵站后的主管道中投加混合，再经静态混合器和100米管道进一步混合均匀后进入反应池。改造工艺见图4：
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图 4 臭氧预处理改造工艺
4 经臭氧处理后的效果
4.1絮凝
臭氧使水中的悬浮固体、胶体杂质、极微颗粒、大分子有机物等发生了分解、裂变、聚合等一系列反应，形成絮体并从水中析出，出现固体颗粒物、絮状物、泡沫的含量增大，或沉降或溢出水面，造成水的浊度明显升高。加臭氧前后的效果见图5、图6：
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图 5 常规处理反应池中的水
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图6 臭氧处理氧化池中的水
4.2沉淀
经臭氧处理后，沉淀池水的浊度明显降低，水体清澈，透明度增加。加臭氧前、后、沉淀池水的效果见图 7、图8。
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图 7 沉淀池臭氧投加前
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4.3过滤池
臭氧投加后，过滤池中的水透明度明显提高，臭味消除
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图 9 过滤池臭氧投加前
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图10 过滤池臭氧投加后
根据 2004年7月27日由山东省水利工程检测中心化验并出具的检测报告可以看出，经臭氧处理前后水质发生了明显变化，详见表3。
表 3 水质指标对比
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图 11 左瓶为未投加臭氧的出厂自来水 右瓶为臭氧投加后的出厂自来水
由臭氧处理前后水质指标对比可以看出，加臭氧预处理的水质，色度及味大大改善，说明臭氧对水有很好的混凝效果；CODMn的去除率非常高，主要因为臭氧对水中有机物的氧化作用，使大分子有机物断链、开环，变成小分子有机物，提高了可生化性，使活性炭对水中的有机物去除率升高。
5 臭氧预氧化处理的成本核算与分析
4kg/h臭氧发生器功率： <70kW
螺杆无油空压机功率： 37kW
冷冻空气干燥机功率： 1.1kW
吸附式空气干燥机功率： 0.1 kW
功率合计： 108.2 kW
每天电耗： 108.2×24=2596.8 kW
每天电费： 2596.8×0.50=1298.4元（按当地电费全年平均0.50元/度计算）
节约药剂费： 约200元/天（厂方提供）
按 10年设备折旧费： 328.77元/天
由此可以得出，在不考虑设备折旧的情况下，每吨水的应用臭氧预氧化处理的成本为：
（ 1298.4-200+328.77）÷20000=0.0714元/吨。
此计算成本按臭氧发生器zui大功耗计算 ,实际运行时根据水质变化可降低成本。
常州二水厂采用进口臭氧发生器，每吨水成本增加不到 0.2元，深圳诸水厂采用进口臭氧设备，每吨水成本增加0.2-0.3元，水质明显提高，老百姓是可以接受的。采用国产臭氧发生器对自来水预氧化处理，每吨水的成本增加0.0714元，即使再增加臭氧后级投加，每吨水成本增加也不会超过0.1元，主要因为国产臭氧设备价格低，折旧费大大减少。因此，国内自来水厂采用国产臭氧设备进行工艺改造，具有非常高的性价比。
参考文献：
[ 1] 王占生.净水厂改造技术：臭氧活性炭深度处理.2003年全国臭氧技术应用研讨会论文集，1-2.
[2] 董文艺，张红亮等.微污染水源的预臭氧化研究[J].中国给水排水，2003，19（12）：48-50.
[3] 谢曙光，王占生等.臭氧生物炭处理低温黄河水研究[J].中国给水排水，2004，20（7）：21-24.
备注 :此水库水经过工艺改进后,处理好的水经山东省水利工程质量检测中心站检测,符合国家生活饮用水标准GB5749-85,可以饮用。
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