重庆市净水厂典型藻源型氯化消毒副产物的控制技术研究

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重庆市净水厂的取水水源主要为长江干流及其嘉陵江支流,三峡库区和嘉陵江重庆段水体水华频发且富营养化逐年加重。饮用水源中高浓度藻类不仅会降低混凝沉淀工艺的效率,还使水厂出水消毒副产物生成势升高,严重影响供水水质。本文以重庆市净水厂典型水华优势藻种为研究对象,通过小试实验分别研究了KMnO4预氧化法、O3预氧化法和超声处理对铜绿微囊藻、针杆藻和多甲藻的灭活效果。基于重庆市净水厂常规水处理的工艺现状并结合各优势藻种的灭活效果,提出对应可行的藻源型消毒副产物生成潜能(DBPs-FP)集成控制工艺。重庆市主城区净水厂多采用常规水处理工艺,对重庆市净水厂藻源型消毒副产物生成潜能(DBPs-FP)的控制效果不显著。常规水处理工艺不能控制铜绿微囊藻三卤甲烷生成潜能(THMs-FP),针杆藻和多甲藻的THMs-FP、卤乙酸生成潜能(HAAs-FP)和卤乙腈生成潜能(HANs-FP)至标准限值以下。微酸化低剂量的KMnO4预处理能有效灭活劣五级水华浓度的铜绿微囊藻和针杆藻,对多甲藻无灭活效果。经p H=5、1.5mg/L投量的KMnO4处理30min后,铜绿微囊藻和针杆藻都能得到有效灭活。微酸化低剂量KMnO4+粉末活性炭(PAC)+常规水处理工艺能有效控制铜绿微囊藻源DBPs,具体参数:KMnO4投量1.5mg/L,处理时间不少于30min;当PAC吸附时间为0.5h~1h,PAC最优投量为60mg/L;当PAC吸附时间为1h~2.5h,PAC最优投量为20mg/L;当PAC吸附时间>2.5h,PAC最优投量为20mg/L。低剂量的O3预处理能有效灭活劣五级水华浓度的铜绿微囊藻和针杆藻,对多甲藻无灭活效果。经1.5mg/L投量的O3处理15min后,铜绿微囊藻和针杆藻都能得到有效灭活。低剂量O3预氧化+常规水处理+O3-BAC工艺能有效控制针杆藻源DBPs,具体参数:预O3投量1.5mg/L,处理时间不少于15min;后O3投量2.0mg/L,处理时间5min,BAC停留时间15min。高频率低功率的超声处理能有效灭活劣五级水华浓度的多甲藻,经400k Hz频率超声处理8min后,多甲藻的得到有效灭活。通过COMSOL Multiphysics软件对超声除藻声场的数值模拟得出,400k Hz频率下的超声除藻有效作用距离为0.44m。高频率低功率超声+PAC+常规水处理+O3-BAC工艺能有效控制多甲藻源DBPs,具体参数:超声频率400k Hz,功率密度0.19W/m L,处理时间8min;PAC投量40mg/L,吸附时间0.5h;后O3投量2.0mg/L,处理时间5min,BAC停留时间15min。
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