1 臭氧發(fā)生器消毒產(chǎn)生溴酸鹽的控制方法
為了控制飲用水中溴酸鹽濃度,提高飲用水安全性,國內(nèi)外許多專家學(xué)者都進(jìn)行了相關(guān)研究 ~J。安東、李偉光等人 通過研究認(rèn)為溴酸鹽經(jīng)活性炭處理后,轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)量較大的溴離子,活性炭經(jīng)長期使用,表面化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,離子交換作用減弱,另一方面活性炭長期使用造成孔隙堵塞,表面被生物膜覆蓋影響了溴離子與活性炭表面發(fā)生作用。在原水高溴離子地區(qū),建議活性炭zui多使用一年應(yīng)該及時(shí)更換。吳清平、孟凡亞等人 通過研究認(rèn)為加氨、降低pH值、投入活性炭和高錳酸鹽以及優(yōu)化臭氧投加方式等,均可控制溴酸鹽的生成。各種方法的提出,對(duì)于控制溴酸鹽均有一定的作用,然而在實(shí)際運(yùn)行中,會(huì)給水廠帶來額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。2 試驗(yàn)部分2.1 水廠工藝試驗(yàn)在某水廠進(jìn)行,該水廠水源為微污染水體,水廠采用O /BAC深度處理工藝對(duì)原水進(jìn)行處理,運(yùn)行工藝為:原水一預(yù)臭氧接觸池~ 混凝沉淀一砂濾池一主臭氧接觸池一生物活性炭(BAC)濾池一加氯一出廠。出廠水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006) 。工藝運(yùn)行過程中,預(yù)臭氧發(fā)生器臭氧接觸池的運(yùn)行參數(shù)如下:臭氧濃度0.5 mg/L,接觸時(shí)問4 rain;混凝沉淀:由管道加入A1 0 含量約8.6% 的PAC溶液,控制3.5波美度,混凝反應(yīng)28 rain,沉淀1.5 h;砂濾池:填料高度1.1 m,填料粒徑0.9~1.35 1TIiTI,濾速8 m/h;主臭氧接觸池:臭氧濃度0.8~1.5 mg/L,接
觸時(shí)間10 min;生物活性炭池:面積105 m ,填料高度2 m,填料粒徑l0~24目,濾速11.9 m/h;加氯量:2 mg/L。
2.2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)采用離子色譜法檢測(cè)水中溴酸鹽的濃度,選用高容量的碳酸鹽選擇性離子色譜柱,以Na,CO+NaOH為淋洗液,H SO 為反沖洗液,進(jìn)樣量為100 IxL,可測(cè)定飲用水中 L數(shù)量級(jí)的溴酸鹽,溴酸鹽加標(biāo)回收率均在95% 以上。對(duì)陶粒濾料進(jìn)行微生物掛膜,運(yùn)行15 d左右,通過分析進(jìn)出水CODM 、NH3一N、NO;一N、NO3一N的變化,確定陶粒柱內(nèi)存在硝化與反硝化菌,并且生物膜成熟。試
驗(yàn)中所使用的六聯(lián)攪拌機(jī)為ZR4—6型,轉(zhuǎn)速為150
r/min。
進(jìn)行了1批對(duì)比試驗(yàn)和1批生物降解溴酸鹽試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)采用新鮮活性炭(GAC)以及陶粒各150 mL,先用超純水沖洗,棄去表面的浮渣、細(xì)小顆粒,沖洗之后分別加入到1 200 mL用超純水配制好的溴酸鹽溶液中,于六聯(lián)攪拌機(jī)上攪拌,在30,6O,90,120,150,180,210和240 min取樣并檢測(cè)溴酸鹽濃度,以此來觀察活性炭以及陶粒的吸附性能。生物降解試驗(yàn)是將配制好的溴酸鹽溶液循環(huán)于掛膜成功的陶粒柱內(nèi),陶粒柱內(nèi)徑為100 mm,高度為1 300mlTl,陶粒填料粒徑為0.8~1.2 mm,濾速為16 L/h。3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 試驗(yàn)結(jié)果配制好的溴酸鹽溶液的濃度為31.0 g/L,經(jīng)六聯(lián)攪拌機(jī)攪拌后分別取懸浮液l0 mL用于檢測(cè)溴酸鹽濃度,試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。i斑圖1 活性炭和陶粒對(duì)溴酸鹽的吸附-性能Fig.1 Bromate adsorption by GAC and ceramsite由圖1可以看出,新鮮活性炭對(duì)溴酸鹽有良好的去除效果,大部分溴酸鹽在較短的時(shí)間內(nèi)與炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)或者與活性炭表面具有的一SH(巰基)、一s—s(雙硫基團(tuán))等發(fā)生反應(yīng),從而降低了溴酸鹽的含量,延長活性炭與溴酸鹽的接觸時(shí)間,出水溴酸鹽變化不大。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)新鮮陶粒對(duì)溴酸鹽有較低的吸附去除作用,該反應(yīng)在較短時(shí)間內(nèi)完成,延長接觸時(shí)間,陶粒對(duì)溴酸鹽的去除無明顯變化,其具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。對(duì)比試驗(yàn)表明,新的活性炭對(duì)溴酸鹽的去除效果明顯優(yōu)于新的陶粒,吸附反應(yīng)快速,延長反應(yīng)時(shí)間,對(duì)吸附效果沒有較多改善。將主要臭氧發(fā)生器出水的溴酸鹽提高至34.3 g/L,循環(huán)于掛膜成熟的陶粒柱內(nèi),循環(huán)溶液為15 L,陶粒