论文部分内容阅读
我国饮用水水源约有25％是湖泊水或河流库区水库水，高藻发生的频率与严重程度都呈现迅猛的增长趋势，因藻类大量繁殖引起的水源污染，造成自来水厂被迫减产或停产，严重地威胁城市供水和饮用水安全。本论文针对厦门九龙江北溪流域日益严峻的富营养化及水华爆发危及饮用水安全的重大问题，以大气压强电离放电生成羟基自由基(·OH)致死高藻水中藻类为核心，建立高效、经济、安全的高藻水处理的组合工艺，取得的主要成果如下: (1)以强电场电离放电产生·OH为核心，建立气浮-·OH强氧化组合工艺。在强电场电离放电形式下，O2解离、电离生成O2+、O(1D)、O(3P)等氧活性粒子，通过高速射流和水力空化作用，与水反应生成大量的羟基自由基。利用·OH强氧化特性，对气浮预处理后高藻水中藻类和细菌彻底杀灭去除，以改善水质。 (2)确定·OH对不同高藻水中藻类的致死阈值。对藻密度为5.9×104 cells/mL、2.4×104 cells/mL和1.2×104 cells/mL的3种高藻水进行不同TRO条件下的·OH杀灭实验，其中，在氧活性粒子注入后的主管路中，·OH与高藻水的作用时间仅为6 s。结果表明3种高藻水的·OH致死阈值分别为1.03 mg/L、1.12 mg/L和0.97mg/L，表明·OH能快速高效地致死水中藻类。 (3)研究气浮-·OH强氧化组合工艺对高藻水的处理效果。首先对气浮工艺运行参数进行优化，确定气浮工艺混凝剂种类、进水量和溶气量，研究气浮对高藻水的预处理效果。组合工艺实验结果表明，气浮能有效降低水体浊度，去除大部分藻类和细菌，改善水质;再经较低的TRO剂量(约为1 mg/L)处理后，藻类和细菌全部致死，去除率达到100％。组合工艺实现对水中藻类的完全去除，大幅改善水质，细菌、CODMn等指标均达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。 (4)以水厂现有工艺为依托，对比·OH与ClO2的除藻效果。采集水厂ClO2投加前原水、沉淀出水和砂滤出水水样，分别在一定TRO条件下进行·OH处理，并对水厂水样与·OH处理后水样进行检测分析。结果表明，对藻密度为9.8×104cells/mL，浊度为3.67 NTU高藻水，水厂使用27 mg/L的ClO2投加量获得低于91％的除藻率，使用1.27 mg/L的·OH溶液处理即达到了99％的藻类去除率，在剂量和效果上优势明显。进一步证明·OH能快速高效地致死水中藻类。 综上所述:结合气浮预处理工艺，利用大气压强电场电离放电的方法高效产生的·OH能有效致死水中的藻类，实现高藻水中的藻类快速、高效的杀灭，并能完全去除和杀灭细菌，全面改善水体水质，为水源水供水安全保障提供了一种新方法。