水源有机微污染及突发石油苯酚污染应急处理技术

摘要

随着我国城市化进程的不断加快，居民生活用水量需求逐渐增加。同时，由于我国大部分地区以水库水为水源水，年际间降雨量的不均衡极易导致城市供水短缺问题，因而经常需要开启备用水源满足城市供水需求。在我国南方地区，给水厂一般选择附近的湖泊作为备用水源，而备用水源的有机微污染和可能的突发污染问题是不容忽视的。
　　本课题基于备用水源面临的上述问题开展研究，研究粉末活性炭、高级氧化技术联合常规处理工艺对备用水源有机微污染问题以及可能突发的石油和苯酚污染的处理效果和最优工艺运行参数。
　　常规处理工艺对备用水源CODMn和UV254有较好的去除效果，但是由于原水CODMn和UV254本底值较高，混凝沉淀出水CODMn值和UV254值仍较高。中试试验表明常规处理工艺对0.5mg·L-1石油的去除率可达50％以上。常规处理工艺对苯酚突发污染的去除能力较差，即使混凝剂的投加量为100mg·L-1时，超标100倍的苯酚污染原水剩余苯酚浓度仍高达160μg·L-1以上。
　　粉末活性炭和常规处理工艺联用时，粉末活性炭的投量达到20mg·L-1以上后对CODMn的去除率才有较大幅度的提升。粉末活性炭的投加位置建议选在混凝阶段之前或絮凝初始阶段。Freundlich吸附等温式更适合于表征粉末活性炭去除石油和苯酚污染过程吸附容量和吸附平衡浓度的关系，粉末活性炭吸附石油速率符合拟一级动力学方程，对苯酚的吸附符合拟二级动力学方程。粉末活性炭投量一定时，随着苯酚超标倍数的增加，粉末活性炭的吸附容量逐渐增大，粉末活性炭的投量为10~20mg·L-1时苯酚的去除率无明显变化。单独臭氧氧化试验中，随着O3投量的增加，CODMn值先下降后升高，之后再逐渐下降；对CODMn的去除效果为O3/UV优于单独臭氧氧化，单独臭氧氧化优于O3/H2O2。臭氧对苯酚的去除效果明显，臭氧投量达到5.52mg·L-1时，超标10~100倍的苯酚污染原水全部达标；臭氧投量为0~5.52mg·L-1时不会造成溴酸盐和甲醛超标的问题。
　　组合工艺O3/UV+聚合氯化铝+粉末活性炭可使CODMn值由6mg·L-1降到3mg·L-1左右，吨水药剂成本消耗约为0.164元；组合工艺粉末活性炭+聚合氯化铝可以使1.5mg·L-1石油初始浓度污染原水的出水石油浓度降到0.3mg·L-1以下，吨水药剂成本消耗约为0.164元；组合工艺O3+粉末活性炭+聚合氯化铝能够有效应对超标100倍苯酚污染，出水苯酚浓度均在2μg·L-1以下，吨水药剂成本消耗约为0.448元。

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第1章 绪论

1.1我国城市水源现状

1.2水源突发污染概述

1.3石油、苯酚的危害

1.4水厂应对水源突发污染的措施

1.5微污染水源水有机物去除方法综述

1.6石油、苯酚去除方法综述

1.7高级氧化技术简介

1.8研究目的和意义

1.9研究内容和技术路线

第2章 试验材料及试验方法

2.1试验水质

2.2试验材料

2.3测定项目和分析仪器

2.4污染物分析方法

2.5中试工艺设备流程及参数

第3章 常规处理工艺对有机微污染和突发污染的效果

3.1常规处理工艺对有机微污染的效果

3.2常规处理工艺对石油、苯酚的去除效果

3.3常规处理工艺中试研究

3.4本章小结

第4章 粉末活性炭吸附和高级氧化技术应对有机微污染和突发污染的效果

4.1粉末活性炭联合常规处理工艺对有机微污染的去除效果

4.2粉末活性炭吸附容量试验

4.3粉末活性炭吸附动力学

4.4粉末活性炭吸附技术对突发污染物的去除效果

4.5高级氧化技术对有机微污染和突发污染的去除效果

4.6高级氧化过程副产物生成情况研究

4.7本章小结

第5章 粉末活性炭、高级氧化联合常规处理工艺应急处理技术中试研究

5.1中试研究简介

5.2水源有机微污染

5.3石油、苯酚突发污染

5.4应急处理技术经济分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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