正在寫一篇關(guān)于黃浦江污染及防治的調(diào)查報告，需要一些實驗方法及數(shù)據(jù)。

【專家解說】：O32BAC 深度處理黃浦江污染原水試研究 摘要 對黃浦江原水進行O32BAC 工藝深度處理試研究表明:O32BAC 能較長時間內(nèi)保持對水有機物去除,CODMn 平均去除率2715 %;TOC 平均去除率3417 %;UV254 平均去除率57 % 該工藝還能去除水錳、色度等,能Ames 試驗陽性水轉(zhuǎn)化Ames 試驗陰性 關(guān)鍵詞 污染原水 臭氧 生物活性炭 試 由于大量工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)妥善處理即能采用黃浦江上游引水,原水近取自黃浦江下游, 排入水體,造成許多飲用水源嚴重污染,威脅飲用附近又有大型鋼鐵廠廢水污染影響,原水水質(zhì)較差水衛(wèi)生安全性面對嚴峻水源污染問題,上海廠內(nèi)配有臭氧發(fā)生設備,應付受污染原水水質(zhì)處市方面斥巨資實施建設黃浦江上游引水工程;另理周家渡水廠凈水工藝流程見圖1 方面也探索強化污染原水處理工藝流程原上海市自來水公司80 年代初也曾進行O32BAC 工藝小型試驗[1~2] ,本文小試基礎上進行試研究,考查O32BAC 工藝深度處理黃浦江下游污染原水行性試驗于1996 年上海周家渡水廠內(nèi)完成 1 試驗條件和裝置111 周家渡水廠概況周家渡水廠位于上海浦東周家渡地區(qū)黃浦江邊,處理水量約2 萬m3/ d 由于處理水量較少,沒 表2 混凝劑使用效與效益對比 混凝劑成本 沉淀20min 混凝劑較佳使用量 澄清層濁度/ NTU / 元/ m3 2215mg/ L PAC 21103 01018 0 1210mg/ L PFS 10120 01004 2 1mg/L PAC+011mg/L PAM-A 1150 01002 0 1mg/L PFS+011mg/L PAM-A 1120 01001 6 注: PFS 350 元/ t ,PAC 800 元/t,PAM-A 12 000 元/t PAM-A, 或PFS 和PAM -A 相結(jié)合復合法,能短時間內(nèi)使西江水濁度從數(shù)百N TU 迅速降2N TU 下,而費用僅自來水廠單獨加PAC 成本10 % 左右(自來水廠單獨加PAC 量常12~ 25mg/ L) ,而且采用混凝劑復合投加法,絮團沉淀迅速,減少混凝劑和懸浮膠體自來水殘留量,提高用水安全性 3 結(jié)論 對西江水混凝沉淀,用聚鐵與陰離子聚丙烯酰胺投加方法,其效優(yōu)于聚鋁與陰離子聚丙烯酰胺投加方法兩種復合投加方法皆比單獨用聚鋁和聚鐵混凝沉淀速度快數(shù)倍上,處理成本也比原方法低50 %~92 % 自來水廠通過改進混凝劑投加方法,減少水鋁鹽和聚丙烯酰胺單體含量,從而減少對人體健康危害 進水,用管道泵直接提升本試驗臭氧接觸室臭氧接觸室! 400 、高4m 銹鋼筒,臭氧接觸時間715min , 臭氧接觸室出水進入活性炭柱活性炭柱! 800 、高315m 銹鋼筒, 采用太原ZJ -15 型顆?；钚蕴?填充高度2m , 空柱濾速8~ 9m/ h , 炭層空床接觸時間(EBCT) 13~15min 試驗工藝流程見圖2 圖2 O32BAC 工藝試驗流程 2 試驗結(jié) 試驗主要分兩階段,活性炭吸附階段, O32BAC 工藝階段,試驗期間活性炭池活性炭沒有更換過兩階段劃分主要根據(jù)否投加臭氧和活性炭吸附穿透來判斷活性炭吸附期,從NH3-N 降解看,炭層已有微生物活動, 由于濾水溶解氧較低, 據(jù)測定僅有2mg/ L 左右,估計微生物影響明顯211 活性炭吸附階段 1996 年3 月21 日,活性炭柱投入吸附運行,沒有投加臭氧水廠提高混凝效,常規(guī)反應池進口處投加了少量氯, 經(jīng)反應2沉淀2過濾, 進入O32BAC 工藝水已沒有余氯該階段主要對活性炭柱進出水色度、CODMn 、UV254 和NH3-N 進行了監(jiān)測,根據(jù)所測數(shù)據(jù)判斷活性炭柱穿透點和柱內(nèi)微生物生長情況該階段CODMn 、UV254 和NH3-N 變化曲線分別見圖3~圖5 由圖3 和圖4 看出, 活性炭吸附早期對CODMn 、UV254 去除率均較高,隨著吸附位逐漸飽和, 去除率有明顯下降過程,穩(wěn)定較低值范圍內(nèi)下降過程終點運行35~40d 之內(nèi)從氨氮變化曲線知,運行30d 時,活性炭柱開始去除水氨氮,說明炭層內(nèi)已有微生物 圖5 活性炭吸附階段NH3-N 變化曲線活動,三、四月份水溫較低時,活性炭柱自掛膜需要約月時間由上曲線判斷,活性炭柱連續(xù)運行40d ,吸附達飽和212 O32BAC 階段 從6 月3 日開始投加臭氧,進入O32BAC 階段O3 投加量主要210~310mg/ L 之間,O3 實際吸收量115~210mg/ L 試驗期間考查O3 投加量影響,曾短期投加量提高4 、5 、6 、7mg/L , 投加量增加對有機物去除率提高影響甚微試驗還 發(fā)現(xiàn)O3 投加量升高,導致其吸收率從近80 % 逐漸下降略高于50 % 該階段從6 月初至9 月下旬,歷時三多月,期間完成了多方面數(shù)據(jù)分析每天進行分析包括濁度、色度、pH 值、CODMn 、UV254 、TOC 、NH3-N 、NO 2--N 、NO 3--N 和Mn 等水質(zhì)指標21211 常規(guī)分析統(tǒng)計結(jié) 常規(guī)分析統(tǒng)計結(jié)見表1 表1 常規(guī)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計 指標名稱 水樣名稱 統(tǒng)計天數(shù)/ d 大值 小值 平均值 對濾水平均去除率 對臭氧化水平均去除率 濁度/ N TU 濾水O3 出水炭水 23 23 23 1160 4172 01906 01244 01477 01090 01669 1129 01456 -9218 % 3118 % 6417 % 色度/ 度 濾水O3 出水炭水 31 31 31 16 28 12 11 5 0 1313 1613 7 -2216 % 4714 % 5711 % CODMn / mg/ L 濾水O3 出水炭水 31 31 31 6117 5145 4186 3166 3118 2161 5106 4145 3167 1211 % 2715 % 1715 % UV254 / 1/ cm 濾水O3 出水炭水 25 25 25 01157 01105 01079 01082 01031 01018 01114 01075 01049 3412 % 57 % 3417 % TOC / mg/ L 濾水O3 出水炭水 28 28 28 717 716 617 219 211 113 5153 4195 3161 1015 % 3417 % 2711 % NH3 -N / mg/ L 濾水O3 出水炭水 31 31 31 6143 6154 5115 0189 1106 0107 2152 2184 1130 -1217 % 4814 % 5412 % Mn / mg/ L 濾水O3 出水炭水 28 28 28 0130 0130 0110 0112 0112 0 0122 0122 0105 0 7713 % 7713 % 從表1 統(tǒng)計結(jié)看出,O32BAC 工藝對濾水濁度、色度、CODMn 、VU254 、TOC 、NH3-N 和Mn 平均去除率分別3118% 、4714% 、2715% 、57 % 、3417% 、4814% 和7713%, 大大地改善了出水水質(zhì)結(jié)與該廠進行O32BAC 工藝小試結(jié)相符[1] O32BAC 階段CODMn 平均去除率相對較低,分析其原因能進水氨氮濃度較高,活性炭池硝化反應消耗過多溶解氧,影響活性炭池內(nèi)生物降解去除有機物效活性炭池上下位置溶解氧檢測統(tǒng)計平均值見表2 20 給水排水 Vol126 No112 2000 表2 同炭層高度溶解氧濃度統(tǒng)計平均值變化 統(tǒng)計次數(shù) 上部DO/ mg/ L 部DO/ mg/ L 下部DO/ mg/ L 22 9109 2126 0129 21212 O32BAC 工藝去除有機物效2121211 有機綜合指標 給水處理研究, 常用高錳酸鹽指數(shù)(CODMn) 、紫外消光值(UV254) 和總有機碳( TOC) 來代表水有機物綜合指標研究期間,對三指標都進行了監(jiān)測,結(jié)分別見圖6~圖8 從圖6~圖8 看出,三指標UV254 去除率高,穩(wěn)定般認UV254 代表含飽和雙鍵和苯環(huán)有機物,們對紫外光有較強吸收由于臭氧強氧化作用,使飽和雙鍵斷開,苯環(huán)開環(huán),使UV254 降低迅速CODMn 和TOC 去除受較多因素干擾,除臭氧氧化外,活性炭吸附和微生物降解也重要,因而去除率稍低且波動較大2121212 三氯甲烷、四氯化碳、總有機鹵代物及多環(huán)芳烴去除 活性炭吸附階段和O32BAC 工藝運行成熟,曾兩次取樣進行有機物去除效分析,結(jié)見表3 由表3 知,活性炭吸附對各種有機物均有好去除效O32BAC 工藝對TOX 、菲、蒽、螢蒽也有較好去除效經(jīng)O32BAC 處理, CHCl3 和CCl4 沒有降低,反而有稍微升高原因能CHCl3 和CCl4 旦形成,O32BAC 能其分解,只能靠活性炭吸附去除當活性炭吸附飽和, 進水CHCl3 和CCl4 較低,活性炭上CHCl3 和CCl4 會解析出來,導致出水CHCl3 和CCl4 稍有升高21213 色度和錳去除 試驗期間對O32BAC 工藝進出水色度和錳也進行了長期監(jiān)測由于周家渡水廠位于鋼鐵廠附近, 原水色度和錳較高,出廠水常出現(xiàn)色度和錳超標經(jīng)O32BAC 處理,色度和錳均大大降低,出水水質(zhì)有較大提高色度和錳變化曲線見圖9 和圖10 21214 Ames 試驗 于1996 年9 月2 日采樣委托上海醫(yī)科大學環(huán)圖10 臭氧生物活性炭階段錳變化曲線境衛(wèi)生學教研室進行Ames 試驗所采水樣分別原水、濾水、水廠出廠水和活性炭柱出水出廠水和濾水區(qū)別于: 出廠水濾水經(jīng)加氯115mg/L , 清水庫停留時間30~40min , 取自廠內(nèi)專用出廠水樣龍頭活性炭柱出水濾水經(jīng)O32BAC 工藝處理出水Ames 試驗選用了TA100 (堿基置換突變) 和TA98 (移碼突變) 兩種菌株結(jié)TA100 菌株各水樣均未表現(xiàn)出Ames 試驗 表3 部分有機物指標 檢測日期 水樣名稱 CHCl3 /μg/ L CCl4 /μg/ L TOX /μg/ L 萘 菲 蒽 螢蒽 芘 艸屈 苯并(b) 螢蒽 苯并(k) 螢蒽 苯并(a) 芘 苯并(ghi) 芘 茚并(1 ,2 ,32 cd) 芘 0320 原水濾水炭水 711 717 012 1125 0161 0101 9410 46210 315 18167 36 < 610 1812 1717 < 110 112 113 018 1119 1119 < 110 1413 1012 < 110 < 115 < 115 < 115 < 210 < 210 < 210 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 215 < 215 < 215 912 < 510 < 510 0715 原水濾水O3 出水炭水 116 116 116 412 0123 0118 0112 0122 5312 14819 4810 3016 554 < 610 < 610 < 610 100 6312 5912 5111 215 512 218 119 1318 1812 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 115 < 115 < 115 < 115 < 210 < 210 < 210 < 210 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 110 < 215 < 215 < 215 < 215 < 510 < 510 < 510 < 510 注:表數(shù)據(jù)單位除注明外,其余均ng/ L 給水排水 Vol126 No112 2000 21 圖11 TA98 菌株( + S9) Ames 試驗結(jié) 圖12 TA98 菌株( -S9) Ames 試驗結(jié)陽性TA98 菌株試驗結(jié)見圖11 和圖12 從圖11 和圖12 看出,周家渡水廠原水有移碼突變性,常規(guī)處理,出廠水突變性增強,且所有水樣直接致突變作用( -S9) 強于間接致突變作用(+S9) ;濾水經(jīng)O32BAC 工藝處理,由致突變陽性轉(zhuǎn)致突變陰性,顯對保障人民身體健康非常有利本次試驗Ames 試驗結(jié)和小試結(jié)基本吻合[1] ,說明O32BAC 工藝對改變黃浦江水Ames 試驗性質(zhì)結(jié)論并非偶,具有重現(xiàn)性21215 氨氮去除 O32BAC 工藝有定去除氨氮能力本試驗氨氮去除效見圖13 試驗發(fā)現(xiàn)由于受溶解氧足影響,O32BAC 工藝去除氨氮能力有限當進水氨氮濃度較高時,氨氮去除率低,氧化徹底,出水亞硝酸鹽氮濃度升高,而且影響有機物去除效;當進水氨氮濃度低時,去除率高,氧化徹底因此建議控制O32 BAC 工藝進水氨氮濃度2mg/ L 下3 結(jié)論 (1) 研究表明,O32BAC 深度處理工藝能夠有效 22 給水排水 Vol126 No112 2000 去除黃浦江污染原水有機物該試驗裝置共運行半年多, 活性炭沒有更換和再生, 直維持CODMn 去除率20 % ~ 40 %; TOC 去除率20 % ~ 45 %;UV254 去除率40 %~70 % 對具體有機物分析說明,該工藝對水多環(huán)芳烴和TOX 能部分去除,對已形成CHCl3 和CCl4 卻能分解去除, 只能靠活性炭吸附去除,當吸附飽和,該工藝對CHCl3 和CCl4 沒有去除能力了 1 (2) O32BAC 工藝對水色度和Mn 有好去除效試驗色度平均由1313 度降至7 度;進水Mn 超標情況下,去除率70 %~100 % 之間,出水Mn 合格率達100 % 2 (3) O32BAC 工藝能Ames 試驗陽性黃浦江水轉(zhuǎn)化Ames 試驗陰性,從而提高飲用水質(zhì)量和安全性,有利于保護人民身體健康 3 (4) O32BAC 工藝有定去除氨氮能力,進水氨氮濃度宜控制2mg/ L 下 4 (5) O32BAC 工藝適合于深度處理黃浦江污染原水 參考文獻 1 呂錫武. 生物活性炭凈水技術(shù)研究:[ 學位論文]. 上海:同濟大學,1987 2 陸宏. 臭氧2生物活性炭工藝去除水有機物. 上海環(huán)境科學, 1986 ,5 (3) :2~4