对饮用水源进行臭氧与高锰酸钾联用处理的氧化助凝方法技术

臭氧与高锰酸钾联用氧化助凝方法，它涉及一种给水处理方法。本发明专利技术的方法是在原水中投加臭氧和高锰酸钾两种氧化剂，臭氧投加量为０．１～３ｍｇ／ｌ，高锰酸钾的投加量为０．１～１．５ｍｇ／ｌ，或者用高锰酸钾与一种或几种药剂的混合物作为氧化剂代替单一的高锰酸钾，如聚合铝、硫酸铝、三氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、高岭土、硅藻土等。本发明专利技术方法中投加高锰酸盐可以强化和催化臭氧氧化，提高对水中微污染物的去除效果。对藻类、有机物、氮类、消毒副产物前质等污染物的去除率都可以分别提高１０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种给水处理方法。
技术介绍
由于受污水排放和农田径流等因素的影响，饮用水源污染不断加重，水体富营养化，藻类过量繁殖，现行的常规给水处理工艺难以保障饮用水水质。预氯化是常采用的预氧化方法，可强化藻类的去除，然而，高浓度的氯与水中有机物作用会产生对人体有害的氯化副产物。虽然管网中的余氯可在一定程度上限制管网中的细菌生长，但在有机营养基质浓度较高时，细菌仍会再度繁殖，并附着生长在管壁上形成生物膜，增加水中细菌总数，况且有些细菌危害性更大，从一定程度上影响自来水的微生物安全性。水厂的实际运行结果也证明了存在这些问题。用预臭氧化取代预氯化已经被发达国家应用于水厂中。臭氧预氧化可用于脱色、除臭、控制氯化消毒副产物、强化去除藻类和藻毒素、助凝和助滤等。大量文献表明，目前国内外对臭氧预氧化的作用机理还不很清晰，有人认为臭氧预氧化可提高混凝效果，而有人认为臭氧预氧化不起助凝作用甚至对混凝有副作用。预臭氧化的效果受很多因素影响，如原水有机物浓度、硬度、臭氧投量、预氧化及混凝条件等。臭氧投量是影响预氧化效果的主要因素，据报道，臭氧投量较低时，预氧化助凝效果显著，但臭氧投量过高，使水中有机物极性增加，会对混凝有副作用。此外，臭氧化会增加水的可生化性，增加水中有机营养基质的含量，具体表现为水的生物可同化有机碳(AOC)和可生物降解的溶解性有机碳(3DOC)浓度升高，影响程度也与原水水质、臭氧化条件有关。
技术实现思路
本专利技术就是为了弥补臭氧单独氧化的缺点，提高处理效果，从而保障饮用水的水质安全，本专利技术的方法是在原水中投加臭氧和高锰酸钾两种氧化剂，臭氧投加量为0.1～3mg/l，高锰酸钾的投加量为0.1～1.5mg/l，还可以用高锰酸钾与以下任意一种或几种药剂的混合物作为氧化剂代替单一的高锰酸钾聚合铝、硫酸铝、三氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合铁、活化硅酸、聚硅酸铁、聚硅酸铝、沸石、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙、粉末活性炭、氯化钙、高铁酸钾、硫酸铁、次氯酸钙、次氯酸钠、硫酸亚铁、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、聚丙烯酰胺、非离子有机高分子、阴离子有机高分子、阳离子有机高分子、膨润土、高岭土、硅藻土。本专利技术在预臭氧之前或之后投加适量的高锰酸盐(本专利技术中的高锰酸盐指的是单独高锰酸钾或高锰酸钾与以下任意一种或几种药剂的混合物聚合铝、硫酸铝、三氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合铁、活化硅酸、聚硅酸铁、聚硅酸铝、沸石、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙、粉末活性炭、氯化钙、高铁酸钾、硫酸铁、次氯酸钙、次氯酸钠、硫酸亚铁、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、聚丙烯酰胺、非离子有机高分子、阴离子有机高分子、阳离子有机高分子、膨润土、高岭土、硅藻土)，利用高锰酸盐来强化或催化臭氧氧化，提高对水中微污染物的去除效果，同时高锰酸盐本身的助凝作用也可以提高混凝效果。本专利技术的优点在于臭氧与高锰酸钾或含有高锰酸钾的复合药剂联合预氧化，两者之间产生协同氧化和催化氧化作用，从而提高臭氧的氧化能力，强化对水中微污染物的去除、水中嗅味的去除、强化水中藻类去除、提高助凝效果，两者联用可降低或避免单纯投加臭氧产生的副作用，提高综合除污染效率，保障饮用水水质安全。高锰酸盐在反应过程中形成的中间态的锰和新生态的锰氧化物对臭氧氧化具有催化作用，能够强化臭氧的除污染效果。本专利技术与单独臭氧化相比，对藻类、有机物、氮类、消毒副产物前质等污染物的去除率都分别可以提高10％以上。用臭氧和高锰酸盐复合预氧化强化混凝，后续投加混凝剂进行混凝，各种不同类型的混凝剂均有明显的助凝作用。高锰酸盐的投加不需要增加很多构筑物和设备，对新建水厂和现有水厂的改造都是简单易行的。本专利技术能够节省混凝剂以及臭氧的投加量，不但可以降低制水成本，而且可避免由于臭氧过量投加产生的副作用，在经济上和技术上都是可行的，具有良好的推广应用价值。具体实施例方式一针对本专利技术进行了实验室阶段的小试研究试验采用六联搅拌器进行研究，臭氧投加量在0.1～3mg/l，高锰酸钾投加量在0.1～1.5mg/l。两者之间的剂量比是通过大量试验验证所得，在本实施方式中两种氧化剂同时投加到原水中。试验结果表明，两种氧化剂之间的联用可以达到良好的处理效果，对有机物的去除率可以提高10～20％，浊度可以降低到1NTU左右。具体实施例方式二本实施方式与具体实施方式一的不同之处在于，高锰酸钾在投加臭氧之后的5分钟时投加，其它与具体实施方式一相同。具体实施例方式三本实施方式与具体实施方式一的不同之处在于，臭氧在投加高锰酸钾之后的3分钟投加，其它与具体实施方式一相同。具体实施例方式四本实施方式根据生产性试验研究结果。一种氧化剂为高锰酸钾与以下任意一种或几种药剂的混合物作为氧化剂聚合铝、硫酸铝、三氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合铁、活化硅酸、聚硅酸铁、聚硅酸铝、沸石、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙、粉末活性炭、氯化钙、高铁酸钾、硫酸铁、次氯酸钙、次氯酸钠、硫酸亚铁、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、聚丙烯酰胺、非离子有机高分子、阴离子有机高分子、阳离子有机高分子、膨润土、高岭土、硅藻土，高锰酸盐选择投加在了臭氧氧化之后。即经过臭氧氧化后的出水再投加前述氧化剂进行强化氧化和协同氧化，氧化时间为1min，然后投加混凝剂聚合氯化铝。对浊度的去除结果表明，随着高锰酸盐投量的增加，沉后水浊度也逐渐降低。到高锰酸盐投加量达到0.6mg/l时，去除效果最好，出水浊度保持在1.0NTU左右。臭氧投量在0.8～1.0mg/l时，出水浊度最低。从1.0mg/l之后再增加臭氧的量，却随着投量的增加出水效果逐渐变差。对有机物的去除结果表明，在预氧化后和沉后水阶段，它们的处理效果相差不大，但在滤后水阶段，高锰酸盐的投加可以将有机物的去除率提高10％左右。臭氧投加量的变化并没有使CODMn的去除呈现有规律性的变化，反而是在0.5mg/L时达到最佳的去除率，可以达50％。对藻类的观测结果表明，对于不同处理情况而言，在预氧化阶段，随着高锰酸盐投加量的增加，去除率也逐渐升高，可以由单纯的预臭氧的20％升高到两者联用的50％左右。之后在不同的处理阶段，也能提高10％左右。在预氧化出水阶段，不同处理情况下都表现出氨氮增加的趋势，而单独预臭氧增加的趋势较为明显，到了沉后水阶段，预臭氧仍然继续增加，而投加高锰酸盐的情况氨氮却呈下降趋势。到滤后阶段，都有明显的下降，去除率可达到20～30％。这表明高锰酸盐的投加可以提高氨氮的去除率，而单独臭氧化却不能达到这一效果。预氧化后，亚硝酸盐的去除率非常高，单独预臭氧可以达到50％左右的去除率，而投加高锰酸盐后，去除率都有所升高，分别可以进一步提高10～20％。生产运行和实验结果均得出如下主要结论高锰酸盐预氧化和臭氧的联合使用可以在不同方面提高处理水水质，不同处理指标都可以分别提高10％以上；在一定的臭氧投加量条件下，较高的高锰酸盐投加量可以达到较好的处理效果；高锰酸盐投加量不变，改变臭氧的投量，结果并不是随着臭氧投加量越高，处理结果越好，反而是较低的臭氧投加量较好；在投加高锰酸盐的情况下，臭氧投加量控制在0.5～1.0mg/l时可以达到较好的处理效果，而高锰酸盐的投加量可以在0.2～0.6mg/l范围内变化；高锰酸盐的投加可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种臭氧与高锰酸钾联用氧化助凝方法，其特征在于在原水中投加臭氧和高锰酸钾两种氧化剂，臭氧投加量为０．１～３ｍｇ／ｌ，高锰酸钾的投加量为０．１～１．５ｍｇ／ｌ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，张金松，刘晓飞，范洁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]