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利津自來(lái)水公司采用臭氧預(yù)氧化處理的工程狀況
張磊 1 丁香鵬 1 蔣召友 2
（ 1青島國(guó)林實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司， 山東 青島 266031；
2山東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司，山東 濟(jì)南 250014）
摘 要： 加臭氧預(yù)氧化處理的水質(zhì)，色度及味大大改善，說(shuō)明臭氧對(duì)水有很好的混凝效果； CODMn 的去除率非常高，主要因?yàn)槌粞鯇?duì)水中有機(jī)物的氧化作用，使大分子有機(jī)物斷鏈、開(kāi)環(huán)，變成小分子有機(jī)物，提高了可生化性，使活性炭對(duì)水中的有機(jī)物去除率升高。采用國(guó)產(chǎn)臭氧發(fā)生器對(duì)自來(lái)水預(yù)氧化處理，每噸水的成本增加0.0714元，即使再增加臭氧后級(jí)投加，每噸水成本增加也不會(huì)超過(guò)0.08元，主要因?yàn)閲?guó)產(chǎn)臭氧設(shè)備價(jià)格低，折舊費(fèi)大大減少。因此，國(guó)內(nèi)自來(lái)水廠采用國(guó)產(chǎn)臭氧設(shè)備進(jìn)行工藝改造，具有非常高的性價(jià)比。
關(guān)鍵詞 ： 臭氧；預(yù)氧化處理；改造工藝
1、概論
我國(guó)水資源污染嚴(yán)重，在10萬(wàn)km的評(píng)價(jià)河段中，水質(zhì)低于Ⅳ類的占47%。北部遼、黃、海、淮等流域，污水與地表徑流比高達(dá)1:14—1:6。2004年5月份黃河干、支流評(píng)價(jià)31個(gè)河段，水質(zhì)滿足Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的河段占干流評(píng)價(jià)河段的29.0%，符合Ⅳ、 類標(biāo)準(zhǔn)的河段占48.4%，劣于Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)的河段占22.6%，形式不容樂(lè)觀。
應(yīng)用臭氧對(duì)微污染自來(lái)水源水進(jìn)行臭氧預(yù)氧化處理和深度處理，是目前較*和成熟的自來(lái)水處理工藝， 在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已得到普及應(yīng)用。近年來(lái)，我國(guó)的北京、上海、昆明、廣州、深圳等大中城市及富饒的江浙地區(qū)，已開(kāi)始采用該項(xiàng)技術(shù)，自來(lái)水水質(zhì)得到明顯提高。
2 利津自來(lái)水公司概況
2.1水源狀況
利津自來(lái)水公司位于黃河入?？诟浇?，采用黃河下游水源，其斷面水質(zhì)為Ⅳ類，超Ⅲ類項(xiàng)目為石油類，且有機(jī)物、氨氮、藻類含量偏高。
目前原水水質(zhì)狀況見(jiàn)下表 1。
表 1 目前原水水質(zhì)狀況
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備注： 2004年7月16日化驗(yàn)報(bào)告
2.2原有的水處理工藝
利津自來(lái)水公司水廠的處理水量為20000T/d，主要供給利津縣城的居民生活用水和部分工業(yè)用水?，F(xiàn)有的水處理工藝為為常規(guī)處理，其工藝流程見(jiàn)圖1：
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圖 1 現(xiàn)有的水處理工藝
該常規(guī)工藝對(duì)去除水中雜質(zhì)有一定的效果，但處理后的水體中仍含有較高的有機(jī)物、藻類、氨氮，透明度指標(biāo)也不甚理想，且出廠水有嗅和味。
根據(jù)國(guó)家沿黃流域農(nóng)水改造項(xiàng)目的精神，國(guó)家投入一部分 ,地方自籌一部分,該廠決定采用臭氧預(yù)氧化處理工藝，以提高出水水質(zhì)。
3、采用臭氧預(yù)氧化處理工程改造
3.1臭氧發(fā)生器的選擇
3.1.1臭氧產(chǎn)量的確定
根據(jù)20000T/d的處理水量，保證枯水期水質(zhì)惡化帶來(lái)的影響，經(jīng)過(guò)小試和中試，預(yù)臭氧氧化處理的臭氧zui大投加量選擇為4.8g/T，故需臭氧產(chǎn)量為：
20000÷24×4.8=4000（g/h）
3.1.2臭氧發(fā)生器的具體選擇
臭氧發(fā)生器采用兩臺(tái)2kg/h空氣源臭氧發(fā)生器，共用一套氣源系統(tǒng)。目前我國(guó)自來(lái)水廠采用的臭氧發(fā)生器幾乎全部是進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴，而自來(lái)水采用臭氧處理將是飲用水深度處理的發(fā)展趨勢(shì)，采用國(guó)產(chǎn)臭氧發(fā)生器替代進(jìn)口設(shè)備將具有重大意義。
經(jīng)山東省環(huán)保股份有限公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間調(diào)研和實(shí)地考察，在國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行招標(biāo)，青島國(guó)林實(shí)業(yè)生產(chǎn)的臭氧發(fā)生器與進(jìn)口設(shè)備性能接近，并zui終中標(biāo)。 臭氧發(fā)生器技術(shù)參數(shù)表 2，臭氧發(fā)生器實(shí)物見(jiàn)圖2，圖3：
表 2 臭氧發(fā)生器技術(shù)條件及性能參數(shù)
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圖 2 2×2kg/h臭氧發(fā)生器氣源系統(tǒng)
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圖 3 2×2kg/h臭氧發(fā)生器主機(jī)
3.2臭氧預(yù)氧化處理改造工藝
在水廠原有設(shè)施的基礎(chǔ)上，用臭氧預(yù)氧化處理代替對(duì)自來(lái)水加Cl2及絮凝劑的預(yù)處理。把原過(guò)濾池加入活性碳。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣體，在供水泵站后的主管道中投加混合，再經(jīng)靜態(tài)混合器和100米管道進(jìn)一步混合均勻后進(jìn)入反應(yīng)池。改造工藝見(jiàn)圖4：
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圖 4 臭氧預(yù)處理改造工藝
4 經(jīng)臭氧處理后的效果
4.1絮凝
臭氧使水中的懸浮固體、膠體雜質(zhì)、極微顆粒、大分子有機(jī)物等發(fā)生了分解、裂變、聚合等一系列反應(yīng)，形成絮體并從水中析出，出現(xiàn)固體顆粒物、絮狀物、泡沫的含量增大，或沉降或溢出水面，造成水的濁度明顯升高。加臭氧前后的效果見(jiàn)圖5、圖6：
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圖 5 常規(guī)處理反應(yīng)池中的水
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圖6 臭氧處理氧化池中的水
4.2沉淀
經(jīng)臭氧處理后，沉淀池水的濁度明顯降低，水體清澈，透明度增加。加臭氧前、后、沉淀池水的效果見(jiàn)圖 7、圖8。
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圖 7 沉淀池臭氧投加前
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4.3過(guò)濾池
臭氧投加后，過(guò)濾池中的水透明度明顯提高，臭味消除
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圖 9 過(guò)濾池臭氧投加前
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圖10 過(guò)濾池臭氧投加后
根據(jù) 2004年7月27日由山東省水利工程檢測(cè)中心化驗(yàn)并出具的檢測(cè)報(bào)告可以看出，經(jīng)臭氧處理前后水質(zhì)發(fā)生了明顯變化，詳見(jiàn)表3。
表 3 水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比
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圖 11 左瓶為未投加臭氧的出廠自來(lái)水 右瓶為臭氧投加后的出廠自來(lái)水
由臭氧處理前后水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比可以看出，加臭氧預(yù)處理的水質(zhì)，色度及味大大改善，說(shuō)明臭氧對(duì)水有很好的混凝效果；CODMn的去除率非常高，主要因?yàn)槌粞鯇?duì)水中有機(jī)物的氧化作用，使大分子有機(jī)物斷鏈、開(kāi)環(huán)，變成小分子有機(jī)物，提高了可生化性，使活性炭對(duì)水中的有機(jī)物去除率升高。
5 臭氧預(yù)氧化處理的成本核算與分析
4kg/h臭氧發(fā)生器功率： <70kW
螺桿無(wú)油空壓機(jī)功率： 37kW
冷凍空氣干燥機(jī)功率： 1.1kW
吸附式空氣干燥機(jī)功率： 0.1 kW
功率合計(jì)： 108.2 kW
每天電耗： 108.2×24=2596.8 kW
每天電費(fèi)： 2596.8×0.50=1298.4元（按當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)全年平均0.50元/度計(jì)算）
節(jié)約藥劑費(fèi)： 約200元/天（廠方提供）
按 10年設(shè)備折舊費(fèi)： 328.77元/天
由此可以得出，在不考慮設(shè)備折舊的情況下，每噸水的應(yīng)用臭氧預(yù)氧化處理的成本為：
（ 1298.4-200+328.77）÷20000=0.0714元/噸。
此計(jì)算成本按臭氧發(fā)生器zui大功耗計(jì)算 ,實(shí)際運(yùn)行時(shí)根據(jù)水質(zhì)變化可降低成本。
常州二水廠采用進(jìn)口臭氧發(fā)生器，每噸水成本增加不到 0.2元，深圳諸水廠采用進(jìn)口臭氧設(shè)備，每噸水成本增加0.2-0.3元，水質(zhì)明顯提高，老百姓是可以接受的。采用國(guó)產(chǎn)臭氧發(fā)生器對(duì)自來(lái)水預(yù)氧化處理，每噸水的成本增加0.0714元，即使再增加臭氧后級(jí)投加，每噸水成本增加也不會(huì)超過(guò)0.1元，主要因?yàn)閲?guó)產(chǎn)臭氧設(shè)備價(jià)格低，折舊費(fèi)大大減少。因此，國(guó)內(nèi)自來(lái)水廠采用國(guó)產(chǎn)臭氧設(shè)備進(jìn)行工藝改造，具有非常高的性價(jià)比。
參考文獻(xiàn)：
[ 1] 王占生.凈水廠改造技術(shù)：臭氧活性炭深度處理.2003年全國(guó)臭氧技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集，1-2.
[2] 董文藝，張紅亮等.微污染水源的預(yù)臭氧化研究[J].中國(guó)給水排水，2003，19（12）：48-50.
[3] 謝曙光，王占生等.臭氧生物炭處理低溫黃河水研究[J].中國(guó)給水排水，2004，20（7）：21-24.
備注 :此水庫(kù)水經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)后,處理好的水經(jīng)山東省水利工程質(zhì)量檢測(cè)中心站檢測(cè),符合國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85,可以飲用。
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