城市污水厂二级处理出水臭氧深度处理研究

【摘要】： 以城市污水处理厂二级处理出水为研究对象,利用臭氧技术进行深度处理。综合考察臭氧氧化过程中粪大肠菌群灭活、有机物去除、感观指标的改善、氮的转化、内分泌干扰物的去除、副产物的生成等,讨论合理的臭氧用量,并根据水质指标之间的综合联系探讨合理的运行控制参数。 利用半序批反应器考察了水质指标的综合改善情况。当比臭氧消耗量为0.5 mg O3/mg DOC0时,溶解臭氧出现,粪大肠菌群灭活率可以达到3-lg到4-lg,UV400(色度的代替指标)和浊度能去除约30%,雌二醇等7种雌激素类内分泌干扰物质在加标到1-6μg/L的情况下能去除95%以上,同时没有溴酸盐生成;当比臭氧消耗量为0.9 mg O3/mg DOC0时,粪大肠菌群完全灭活,UV400和浊度能去除约40%,溴酸盐的浓度约为30-70μg/L;当比臭氧消耗量达到2.0 mg O3/mg DOC0后,有机物去除率和感观指标的改善不明显,此时,CODCr能降低10-20%,UV_(254)、UV400和浊度能去除约70%,溴酸盐浓度约为150-350μg/L。比臭氧消耗量0.5、0.9、2.0 mg O3/mg DOC0是三个重要的臭氧用量参考点。 臭氧处理工艺运行控制参数可以用来指示臭氧的投加量、总体水质指标的变化情况。研究表明,UV_(254)测量简单易行,易于在线监控,其去除率30%、40%、70%分别对应比臭氧消耗量为0.5、0.9、2.0 mg O3/mg DOC0,作为对应水质指标控制点;同时,UV_(254)去除率在0-70%的区间内,与UV400、浊度的去除率,粪大肠菌群灭活及小分子羧酸与DOC的比值变化等,存在线性关系,因此在实际工艺控制中,可以采用UV_(254)去除率对其它水质参数进行估算。 机理分析表明,臭氧氧化的初始阶段为传质控制阶段,实际传质系数与物理吸收时的传质系数相等;对于本研究所用二级处理出水,分子臭氧的直接氧化是臭氧氧化的主要途径。 综上,臭氧深度处理是城市污水回用的有效技术之一;在工艺的实际运行中,通过监测UV_(254)的去除率,可以考察水质指标的变化,并优化臭氧投加量。研究成果对臭氧深度处理的应用和实践具有重要的理论意义和实际参考价值。 【关键词】：二级出水 臭氧深度处理 控制参数 比臭氧消耗量 UV_(254)
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 社会背景9
• 1.2 研究背景9-16
• 1.2.1 臭氧在水处理中应用概述9-10
• 1.2.2 臭氧在水中的反应10-12
• 1.2.3 臭氧处理二级出水12-13
• 1.2.4 臭氧处理内分泌干扰物13-15
• 1.2.5 臭氧氧化副产物15-16
• 1.3 研究目的与内容16-18
• 1.3.1 研究目的16-17
• 1.3.2 研究内容17-18
• 第2章 实验分析方法及主要参数18-26
• 2.1 臭氧浓度检测18-19
• 2.1.1 气体臭氧检测18
• 2.1.2 水中臭氧检测18-19
• 2.2 常规水质指标测定方法及主要仪器19-21
• 2.3 溴酸盐等水中阴离子的检测21-22
• 2.4 内分泌干扰物的检测22-24
• 2.5 比臭氧消耗量24-26
• 第3章 二级出水的臭氧氧化工艺26-49
• 3.1 试验方法26-28
• 3.1.1 实验装置26-27
• 3.1.2 臭氧实验条件27-28
• 3.1.3 原水水质28
• 3.2 水质结果讨论28-48
• 3.2.1 溶解臭氧28-30
• 3.2.2 有机物的氧化30-33
• 3.2.3 消毒33-35
• 3.2.4 感观指标的改善35-38
• 3.2.5 小分子羧酸的积累38-40
• 3.2.6 UV_(254)的去除40-41
• 3.2.7 氮的转化41-43
• 3.2.8 内分泌干扰物的去除43-46
• 3.2.9 副产物的生成46-48
• 3.3 小结48-49
• 第4章 二级出水臭氧处理工艺简易控制参数研究49-58
• 4.1 简易控制参数的选择49-51
• 4.2 UV_(254)去除率与比臭氧消耗量及其它水质指标的关系51-55
• 4.2.1 溶解臭氧出现点52-53
• 4.2.2 消毒控制点53
• 4.2.3 感观指标最有效控制点53
• 4.2.4 UV_(254)去除率和水质指标的关系53-55
• 4.3 臭氧氧化简易控制参数与污水回用标准55-57
• 4.4 小结57-58
• 第5章 二级出水臭氧氧化机理初步研究58-66
• 5.1 二级出水臭氧氧化的传质58-60
• 5.1.1 传质理论58
• 5.1.2 传质系数58-59
• 5.1.3 化学吸收增强因子59-60
• 5.2 羟基自由基抑制实验60-65
• 5.2.1 叔丁醇初步实验61
• 5.2.2 叔丁醇抑制实验61-62
• 5.2.3 实验结果62-65
• 5.3 小结65-66
• 第6章 结论与建议66-68
• 6.1 结论66
• 6.2 建议66-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果75

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