臭氧投加量及進(jìn)水水質(zhì)對(duì)臭氧消毒特性的影響研究.pdf

1、污水再生利用是緩解我國(guó)水資源短缺的重要途徑，而保障水質(zhì)安全是再生水利用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。臭氧既可以滅活病原微生物，同時(shí)還可去除再生水中的有機(jī)無(wú)機(jī)污染物，在再生水消毒領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但臭氧消毒工藝中存在兩大技術(shù)瓶頸:一是最佳投加量的選取，一是再生水水質(zhì)的影響。因此，本研究以北京市各污水處理廠多個(gè)實(shí)際再生水為研究對(duì)象，采用靜態(tài)消毒試驗(yàn)裝置，考察了臭氧投加量(TOD，Transfered ozone dose)對(duì)指示病原微生物滅活效果的

2、影響，為最佳TOD的選取提供理論支撐。通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，尋找與指示病原微生物滅活效果顯著相關(guān)的直觀水質(zhì)指標(biāo)，建立水質(zhì)指標(biāo)與微生物指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，以分子量分離后的水樣為研究對(duì)象，尋找對(duì)病原微生物滅活效果影響顯著的物質(zhì)組分。研究得到以下結(jié)果:
　　(1)TOD是影響指示病原微生物滅活效果的重要因素。大腸桿菌滅活率隨TOD的變化過(guò)程分為慢速滅活階段和快速滅活階段。當(dāng)TOD小于TODlow（慢速滅活階段和快速滅活階段的拐點(diǎn)）時(shí)，滅活率

3、增加的速率較慢，而當(dāng)TOD大于TODlow時(shí)，滅活率增加的速率快速提高?？莶菅挎邷缁盥孰STOD的變化過(guò)程分為停滯階段和快速滅活階段。當(dāng)TOD小于TODLag（停滯階段和快速滅活階段的拐點(diǎn)）時(shí)，枯草芽孢無(wú)顯著滅活，而當(dāng)TOD大于TODLag時(shí)，枯草芽孢滅活率隨TOD的增加而快速增加。北京市各污水處理廠實(shí)際再生水中TODlow的經(jīng)驗(yàn)值為3～4mg/L，TODLag的經(jīng)驗(yàn)值為2～6mg/L。不同水質(zhì)條件下，指示病原微生物達(dá)到相同滅活率所需的T

4、OD差異較大。北京市各污水處理廠實(shí)際再生水中大腸桿菌以及枯草芽孢滅活率達(dá)到2log時(shí)所需的TOD分別約為3mg/L～6mg/L以及8mg/L～18mg/L。
　　(2)UV254和總熒光強(qiáng)度是與指示病原微生物滅活效果顯著相關(guān)的直觀水質(zhì)指標(biāo)。相同操作條件下，進(jìn)水UV254及總熒光強(qiáng)度越大，指示病原微生物的滅活效果越差。消毒過(guò)程中，臭氧不僅對(duì)指示病原微生物有滅活作用，還對(duì)色度、UV254及總熒光強(qiáng)度有一定去除。UV254去除率與大腸桿

5、菌滅活率之間呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)的相關(guān)關(guān)系，擬合的指數(shù)函數(shù)方程為y=0.12e0.06x，相關(guān)系數(shù)為0.80?？偀晒鈴?qiáng)度去除率與大腸桿菌滅活率之間也呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)的相關(guān)關(guān)系，擬合的指數(shù)函數(shù)方程為y=0.03e0.06x，相關(guān)系數(shù)為0.79。當(dāng)UV254去除率、總熒光強(qiáng)度去除率與枯草芽孢滅活率均增加時(shí)，UV254去除率與枯草芽孢滅活率之間呈現(xiàn)明顯的線性相關(guān)關(guān)系，擬合的線性方程為y=0.06x-2.5，相關(guān)系數(shù)為0.70?？偀晒鈴?qiáng)度去除率與枯草芽孢滅

6、活率也呈現(xiàn)一定的線性相關(guān)關(guān)系，擬合的相關(guān)性方程為y=O.12x-8.64，相關(guān)系數(shù)為0.57。將UV254和總熒光強(qiáng)度作為臭氧消毒工藝中的過(guò)程控制指標(biāo)，利用兩者去除率與指示病原微生物滅活率的相關(guān)關(guān)系來(lái)估算臭氧對(duì)病原微生物的滅活效果。不僅可以大大簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)研究或工程實(shí)踐中的工作量，且易實(shí)現(xiàn)滅活效果的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。色度可以作為臭氧消毒工藝中的初始控制指標(biāo)。將色度去除率隨TOD的增加而趨于穩(wěn)定時(shí)所需的TOD作為最佳TOD的參考。當(dāng)TOD大于色度

7、去除率趨于穩(wěn)定時(shí)所需的TOD時(shí)，指示病原微生物才可能進(jìn)入快速滅活階段。
　　(3)再生水水質(zhì)不僅影響臭氧對(duì)指示病原微生物的滅活效果，對(duì)指示病原微生物滅活過(guò)程中的特性也存在明顯的影響。再生水中有機(jī)物含量越高，指示病原微生物滅活率越低，指示病原微生物進(jìn)入快速滅活階段所需的TOD越大，且進(jìn)入快速滅活階段后大腸桿菌滅活率隨TOD增加的速率越慢。實(shí)際再生水中的有機(jī)物主要為分子量＜1kDa和1k～10kDa的組分。分子量為1k～10kDa的有