臭氧氧化-生物活性炭深度处理技术是当今世界各国饮用水深度处理技术的主流工艺,但水中如有溴离子存在时经过臭氧氧化作用可能产生消毒副产物溴酸盐而使致癌风险增加,而活性炭和亚铁离子对溴酸盐有一定的还原去除作用。本项目通过对溴酸盐有较强还原能力的活性炭筛选及还原机理研究、水质和环境因子(水温、pH)对选活性炭还原溴酸盐影响作用研究、亚铁离子有效还原不同浓度溴酸盐所需剂量和反应时间的确定、生物膜生长抑制剂的筛选等实验室工作的基础上,结合生物陶粒滤池运行实践经验,设计出一种处理溴离子浓度较高、受污染严重的地表水源水使其处理出水达到安全饮水要求的组合工艺并通过中试试验来进行可行性研究。本项目的研究成果能为开发出适合我国水源水的实际情况的安全用水技术提供参考依据,对溴酸盐的形成机理和控制方法也能提供一定的基础研究资料。
本项目的主要研究内容包括臭氧氧化副产物溴酸盐去除技术和控制对策研究、移动床生物膜反应器(MBBR)和陶粒滤池生物预处理对比研究、多种不同类型的全流程组合工艺处理效果。通过这些内容的研究,取得主要研究成果如下(1)MBBR运行管理简单的优点能使其成为一种具有良好应用前景的生物预处理工艺;(2)聚合氯化铁可以作为去除溴酸盐的混凝剂,聚合氯化铁也对溴化物有一定的去除效果;(3)活性炭的类型影响着活性炭滤池对溴酸盐的去除能力以及饱和时间,如选择合适的活性炭,则在较长时间内实现活性炭滤池对溴酸盐的有效去除;(4)黄河水中溴离子浓度较高,采用臭氧氧化工艺将使溴酸盐过量生成,随着臭氧投加量的增加,溴酸盐生成量也逐渐增加。采用前臭氧氧化可以减少溴酸盐的生成。黄河为水源的自来水厂的改造时可以优先采用前臭氧氧化+常规处理+活性炭深度处理组合工艺(臭氧投加量低于或等于1mg O3/L)。而如果CODMn和氨氮进一步升高时,则可考虑增设MBBR生物预处理工艺。以上成果可以为将来可能兴建的以黄河为水源的安全供水工程或已有自来水厂的改造提供重要参考,对溴酸盐的控制对策也能提供新的思路。