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催化臭氧氧化工艺作为一种能高效降解水中高稳定性有机物的饮用水深度处理技术,已经受到了越来越多的关注。生物活性炭可以将活性炭的物理吸附作用和生物降解作用同时结合在一起,进一步去除水中的有机污染物,尤其是一些小分子可同化性有机物。但目前对催化臭氧氧化工艺及催化臭氧氧化-生物活性炭耦合技术的研究大都还只局限于实验室静态小试研究或实验室条件下的连续流实验,缺乏系统地生产性实验数据和稳定运行的生产性经验。本研究以淮南某水厂示范工程各工艺为研究对象,考察各工艺在实际生产中对微污染水源水一些常规水质指标的处理效能,着重研究催化臭氧氧化-活性炭联用技术的除污效能及其对三卤甲烷等消毒副产物前体物的控制情况,同时进一步明确了该联用工艺在实际生产运行中甲醛、溴酸盐等氧化副产物的生成情况,以及催化氧化工艺中剩余臭氧对后续活性炭工艺的生物量、活性炭表面结构的影响。 实验结果证明,催化臭氧氧化-生物活性炭联用工艺对水中的常规指标UV254、 TOC、亚硝酸氮、CODMn都有较好的去除效果。催化臭氧氧化工艺对UV254、TOC、CODMn的平均去除率分别为21.8%、8.1%、10.8%。催化臭氧氧化工艺对亚硝酸氮的平均去除率可以达到30%以上。活性炭生物滤池对水中氨氮有很好的去除效果,实验中最高去除率可达61%,对TOC和CODMn的平均去除率分别为10.4%和15.3%。活性炭生物滤池不同炭层高度中,微生物的生物量随着炭层深度的增加而降低。催化臭氧氧化工艺出水中的残余臭氧,对生物滤池中的活性炭没有破坏作用。水温在10℃以下时,活性炭生物滤池对氨氮的去除率随着水温的升高而升高。但是水温对活性炭生物滤池去除UV254以及CODMn的能力并没有明显的影响。进水中TOC的含量对活性炭生物滤池处理氨氮和CODMn有影响,整体上,催化臭氧氧化在降低水中氨氮、UV254以及CODMn方面的能力受水温的影响不是很大。耦合技术对水中甲醛的控制比较理想,出水中剩余甲醛浓度低于检测限,改变臭氧投加量对出水中的甲醛浓度的影响不大。实际生产中催化臭氧氧化溴离子产生的溴酸盐含量较低,不会带来溴酸盐的问题,活性炭生物滤池对水中已生成溴酸盐的去除效能较差,但对溴离子有一定的吸附去除能力。催化臭氧氧化接触池对三卤甲烷生成势有较好的控制效能,平均去除率为34.9%,实验过程中最高去除率可达53.2%。耦合技术对三卤甲烷生成势的控制不稳定,主要受进水水质变化的影响。 本次试验系统地记录了生产性实验数据,考察了稳定供水的生产性运行工况,为指导水厂生产优质自来水、推广使用该深度处理工艺提供设计和运行参数。研究结果可为各自来水厂处理低温低浊水、提高出厂水水质以及自来水厂整体工艺的提升改造提供借鉴和参考。