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利津自来水公司采用臭氧预氧化处理的工程状况

阅读:724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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