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近年来,鉴于水源污染的普遍性和严重性,饮用水深度处理技术的研究和应用呈现蓬勃发展的趋势。提高饮用水水质的核心问题是去除水中微量有毒有害物质,水污染日趋严重,当前条件下期待已污染的水在短期内得到有效的控制和治理,进而恢复是不现实的。因此,研究开发水处理新技术与工艺,保障饮用水水质安全十分必要。本课题由山东省重大科技专项项目(2005GG21006001):“山东省城镇可持续发展人居示范工程关键技术研究”的子课题“优质饮用水技术研究与示范”以及山东省优秀中青年科学家基金项目(2004BS0812):“黄河水库水安全净化技术研究”资助。针对水中污染物的特性,根据饮用水深度处理的要求,从污染物极性角度考虑,将极性无机吸附剂—多孔性软陶粒与活性炭组成复合滤料,提出了臭氧/无机+有机吸附剂组合强化去除水中污染物的作用机制,开发了臭氧/复合吸附组合工艺,将臭氧氧化、滤料的物理、化学吸附技术合为一体,有效地克服了三者单独采用的局限性,又充分发挥了三者的优点和协同作用,对水中污染物具有去除效率高、效果稳定等特点。静态吸附试验研究结果表明:采用10%NaOH浸泡24h,110℃干燥2h,260℃焙烧4h预处理后的活性炭吸附性能有较大改善;活性炭对CODMn的吸附平衡时间为4h,吸附等温式qe = 0.0407Ce0.6028;在总投加量不变的基础上确定复合滤料的最佳配比为70%活性炭+30%陶粒;复合滤料对CODMn的吸附平衡时间为4h,吸附等温式qe = 0.1165Ce1.1984;通过吸附特性比较得出:复合滤料对原水中CODMn的吸附性能优于单独使用活性炭;对CODMn和NH3-N的去除率为29.6%和34%,比单独使用活性炭分别提高了3.2%和24.6%。主要影响因素试验研究结果表明:针对原水水质,复合滤料最佳投加量为3g/L;温度对复合吸附去除CODMn及NH3-N的的影响不太显著;而pH值对其影响较大,在酸性条件去除率较高,其中pH值在2.5-5.5时CODMn去除效果最好,最高为30.4%;NH3-N高去除率的pH范围更广,在3.5-8.5之间时去除率均大于30%;碱性条件下吸附效果较差,去除率低。组合工艺运行试验研究结果表明:复合滤料动态吸附对浊度、CODMn、UV254、NH3-N和NO2-1-N均有较好的去除效果;最佳吸附高度和EBCT(空床停留时间)分别为1000mm和10min(对应滤速和处理量为10m/h和0.8L/min);臭氧/复合吸附组合工艺中影响臭氧化效果的因素为臭氧浓度与接触时间;其中UV254和NO2-1-N的去除率随臭氧浓度的增加而提高,而投加臭氧会使出水CODMn和NH3-N的浓度增加,但臭氧化使污染物分子量变小的情况下能够显著促进后续吸附处理效果,使总去除率升高,本课题确定最佳臭氧浓度为2mg/L;臭氧接触时间并非越长越好,由于臭氧在水中分解速度非常快,接触时间过长处理效果与成本的增长不成比例,接触时间确定为8min。臭氧/复合吸附组合工艺在最佳工艺条件下:吸附高度1000mm,EBCT10min,臭氧投加量2mg/L,臭氧接触时间8 min,对经常规处理后的狼猫山水库水中的浊度、CODMn、UV254、NH3-N和NO2-1-N的去除率分别达到92.2%、87.7%、86.3%、88.6%和92.3%。