摘　要:　通過對臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)在水中的(de)反應途徑和(he)其對嗅味(wei)物質的(de)氧(yang)(yang)化去除規(gui)律(lv)的(de)分析,采用(yong)單獨(du)投加(jia)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)預氧(yang)(yang)化和(he)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang) 與活性炭池聯(lian)用(yong)處理工藝的(de)試驗(yan),主要考(kao)察臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)投加(jia)量、氧(yang)(yang)化時間(jian)(jian)對出(chu)水嗅閾值的(de)影響。試驗(yan)結果表明,隨著臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)投 加(jia)量的(de)增加(jia),出(chu)水嗅味(wei)減少;延長臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化時間(jian)(jian),除臭(chou)(chou)(chou)效(xiao)(xiao)(xiao)果變好;隨著臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)投量的(de)增加(jia),氧(yang)(yang)化時間(jian)(jian)對除臭(chou)(chou)(chou)效(xiao)(xiao)(xiao)果的(de)影響下 降。臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)與粉末活性炭聯(lian)用(yong)對嗅味(wei)的(de)處理效(xiao)(xiao)(xiao)果明顯優于(yu)單獨(du)使用(yong)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)、單獨(du)使用(yong)粉末活性炭對嗅味(wei)的(de)處理效(xiao)(xiao)(xiao)果。

關鍵詞:　除臭;　臭氧;　粉末活性炭;　聯用(yong)

臭氧(yang)(O3)是氧(yang)的同素異形體,常溫常壓下是一(yi) 種呈明(ming)顯(xian)藍色的有(you)特殊刺激性臭味的氣(qi)體,而且不 穩定,可以(yi)自行分解成氧(yang)氣(qi)。

臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)最早在(zai)水(shui)處(chu)(chu)理(li)中(zhong)的(de)(de)(de)應用(yong)是(shi)作(zuo)為消毒劑(ji)(ji), 1886年(nian)到1916年(nian)期(qi)間,臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)一直用(yong)于(yu)飲用(yong)水(shui)的(de)(de)(de)消 毒處(chu)(chu)理(li)。隨(sui)著臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)發(fa)生(sheng)器的(de)(de)(de)研制取得巨大(da)進展,其 規模和(he)效率有(you)(you)了大(da)幅度提高,臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)應用(yong)除消毒外 有(you)(you)了新的(de)(de)(de)拓展。1965年(nian),人(ren)們首次用(yong)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)去(qu)(qu)除放線 菌產生(sheng)的(de)(de)(de)臭(chou)(chou)(chou)(chou)味,并(bing)取得了成功。隨(sui)后,人(ren)們對臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)在(zai) 除臭(chou)(chou)(chou)(chou)方(fang)面(mian)作(zuo)了大(da)量(liang)的(de)(de)(de)試驗(yan)研究[1,2],發(fa)現臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)在(zai)去(qu)(qu) 除由(you)于(yu)藻類或放線菌的(de)(de)(de)季節性繁殖而引(yin)起的(de)(de)(de)水(shui)體嗅 味的(de)(de)(de)效果很好(hao),并(bing)且強于(yu)其他氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)如氯、高錳酸鉀 等。臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)對各種類的(de)(de)(de)原水(shui)異臭(chou)(chou)(chou)(chou)都有(you)(you)較好(hao)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)效 果,特別是(shi):植物性臭(chou)(chou)(chou)(chou)(藻臭(chou)(chou)(chou)(chou)、青草臭(chou)(chou)(chou)(chou))、魚腥臭(chou)(chou)(chou)(chou)、霉(mei)臭(chou)(chou)(chou)(chou)、 土臭(chou)(chou)(chou)(chou)、苯(ben)酚(fen)臭(chou)(chou)(chou)(chou)等[3]。

通過(guo)濾(lv)柱(zhu)試驗,確定了臭氧對去除原(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)嗅味(wei) 的(de)性能,同時(shi)研究(jiu)了臭氧與(yu)粉末活性炭聯用的(de)除臭 效(xiao)果。并通過(guo)GC-MS分析原(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)嗅味(wei)物(wu)質的(de)種 類。

1　臭氧氧化除臭機理

1.1　臭氧在水中反(fan)應的途(tu)徑(jing)

臭(chou)氧(yang)(yang)具有(you)極強的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)能(neng)力,可(ke)以將水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de) 有(you)機物氧(yang)(yang)化(hua)(hua)去(qu)除(chu)(chu)。研究(jiu)發現,臭(chou)氧(yang)(yang)在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)(chu)有(you)機物主要通過(guo)2種途徑:臭(chou)氧(yang)(yang)直接(jie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(D反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying))和臭(chou) 氧(yang)(yang)通過(guo)分解(jie)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)羥(qian)基自由基(·OH)的(de)(de)(de)(de)(de)間接(jie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua) (R反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying))。臭(chou)氧(yang)(yang)去(qu)除(chu)(chu)嗅味有(you)機物的(de)(de)(de)(de)(de)效率,實際上是(shi) D反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)與R反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)疊加作用(yong)。D反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速度(du)緩(huan) 慢(man),但對氧(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機物有(you)選擇性(xing),而且(qie)基本上不(bu)與水(shui)(shui) 中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)無機物反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying),是(shi)去(qu)除(chu)(chu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)有(you)機物的(de)(de)(de)(de)(de)主要反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)。 R反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速度(du)快,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)能(neng)力強,但反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)無選擇性(xing), 不(bu)僅(jin)可(ke)以與水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)有(you)機物反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying),將其(qi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)去(qu)除(chu)(chu),還能(neng)與 水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)碳(tan)酸(suan)根和重碳(tan)酸(suan)根反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying),如果臭(chou)氧(yang)(yang)分解(jie)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de) 羥(qian)基自由基可(ke)以迅速與碳(tan)酸(suan)根和重碳(tan)酸(suan)根反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying),就 會減少羥(qian)基對臭(chou)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)分解(jie)作用(yong)。

這2種反應(ying)進行的(de)(de)(de)程(cheng)度取(qu)決于不同的(de)(de)(de)反應(ying)條 件,當溶(rong)液(ye)PH<8時(shi),·0H的(de)(de)(de)數量將(jiang)大(da)大(da)減少,如果(guo) 投加重碳酸鹽(NaHCO3)作為·OH的(de)(de)(de)捕集劑,就可 以(yi)減弱臭(chou)(chou)氧(yang)分(fen)解(jie)速(su)度和(he)·OH的(de)(de)(de)反應(ying)速(su)度。當溶(rong)液(ye) 的(de)(de)(de)pH>8時(shi),臭(chou)(chou)氧(yang)分(fen)子會迅速(su)分(fen)解(jie),強化(hua)了(le)·OH的(de)(de)(de) 氧(yang)化(hua)作用,加快(kuai)了(le)臭(chou)(chou)氧(yang)的(de)(de)(de)分(fen)解(jie)速(su)度。因此通過控制 溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)pH值(zhi),可以(yi)控制臭(chou)(chou)氧(yang)的(de)(de)(de)反應(ying)途(tu)徑,使其更有(you) 利于去除水中嗅味物質等有(you)機(ji)物。

試驗期(qi)間原水pH值在6~8.5之(zhi)間,因此可以(yi) 推斷,臭氧在除(chu)臭過程(cheng)中(zhong)(zhong),主(zhu)要以(yi)D反應為主(zhu),R反 應為輔來去除(chu)水中(zhong)(zhong)的致(zhi)臭物(wu)質。

1.2　臭(chou)氧(yang)對嗅味物(wu)質的氧(yang)化去(qu)除規律

臭氧(yang)作為一(yi)種強化(hua)(hua)劑,可(ke)(ke)以氧(yang)化(hua)(hua)水中大(da)部分有 機(ji)(ji)物(wu),從其(qi)化(hua)(hua)學結構上分析,臭氧(yang)具有3原(yuan)子(zi)4電子(zi) ∏鍵和(he)偶極構造,使臭氧(yang)可(ke)(ke)以和(he)有機(ji)(ji)物(wu)的雙鍵 >C C<反應,可(ke)(ke)以進攻有機(ji)(ji)物(wu)富電原(yuan)子(zi),進行親(qin) 電反應,也可(ke)(ke)以進攻有機(ji)(ji)物(wu)分子(zi)中帶正電原(yuan)子(zi)核而 進行親(qin)核反應。

1)對烯(xi)烴(jing)、炔烴(jing)、烷(wan)烴(jing)的去除

烯烴(jing)由于具有(you)∏鍵,可(ke)以(yi)和臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)發(fa)生(sheng)l,3偶(ou)極(ji) 加(jia)成(cheng)(cheng)(cheng)反(fan)應(ying)(ying),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)不穩(wen)定的(de)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu),并很快(kuai)分解成(cheng)(cheng)(cheng)雙 極(ji)性(xing)離子(zi)和羥基(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu),它們(men)之間相互作用(yong),生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)臭(chou)(chou) 氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)。反(fan)應(ying)(ying)的(de)最終產物(wu)可(ke)能是單體(ti)的(de)、聚合(he)的(de)和 交錯的(de)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)混合(he)體(ti)。但當烯烴(jing)帶有(you)親電取代 基(ji)時(shi),反(fan)應(ying)(ying)速度會受(shou)到抑制。炔烴(jing)與(yu)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)的(de)反(fan)應(ying)(ying)機 理也是通過1,3偶(ou)極(ji)加(jia)成(cheng)(cheng)(cheng)反(fan)應(ying)(ying),生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)后,轉 變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)兩種羥酸。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)基(ji)本不與(yu)烷(wan)烴(jing)反(fan)應(ying)(ying),只有(you)在非(fei) 水(shui)溶液(ye)中(zhong),臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)濃度較大(da)時(shi),可(ke)以(yi)將(jiang)其氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua) 基(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu),然后變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、乙醇、酮,而在水(shui)中(zhong)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)很難將(jiang)其氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。

2)對胺類的去除

由于胺(an)(an)(an)類化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)都具有供電子基(ji)(ji)(ji)團NH2,因此(ci) 易于與(yu)臭氧(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)速(su)度很快。臭氧(yang)(yang)(yang)(yang)與(yu)伯胺(an)(an)(an)反(fan)應(ying) 時生成(cheng)(cheng)(cheng)硝基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)及銨(an)堿(jian),仲胺(an)(an)(an)經常形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)穩(wen)定的硝基(ji)(ji)(ji)團,但易與(yu)臭氧(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)應(ying)生成(cheng)(cheng)(cheng)硝基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu),叔胺(an)(an)(an)則變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng) 氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)胺(an)(an)(an),臭氧(yang)(yang)(yang)(yang)還會導(dao)致胺(an)(an)(an)或(huo)臭氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)中間產物(wu)的縮合(he)(he) 反(fan)應(ying)。若N原子上帶有其(qi)他得(de)電子基(ji)(ji)(ji)團,該化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu) 的反(fan)應(ying)速(su)度會受(shou)到抑制。

3)對芳香(xiang)族化合物的去除

芳香族(zu)化(hua)合物的(de)(de)氧(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)發(fa)生(sheng)在(zai)芳環(huan)(huan)本身或側 鏈取(qu)代(dai)(dai)基(ji)上(shang)。當帶有(you)供電子取(qu)代(dai)(dai)基(ji)(-NH2、-OH) 時,可(ke)以加速(su)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying),而(er)帶有(you)得電子取(qu)代(dai)(dai)基(ji) (-NO2、-Cl)時,可(ke)以抑制臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)。帶有(you)- OH的(de)(de)苯(ben)環(huan)(huan),在(zai)酸(suan)性或中性時,臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)發(fa)生(sheng)在(zai)取(qu) 代(dai)(dai)基(ji)鄰(lin)位或對(dui)位的(de)(de)碳原(yuan)子上(shang),生(sheng)成鄰(lin)苯(ben)二(er)酚和(he)對(dui)苯(ben) 二(er)酚及對(dui)苯(ben)醌,最后氧(yang)化(hua)成CO2和(he)H2O;在(zai)堿(jian)性條 件下,臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)反(fan)(fan)應(ying)(ying)發(fa)生(sheng)在(zai)-OH上(shang)或由羥基(ji)及-OH引 發(fa)的(de)(de)自由基(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying),臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)化(hua)產物可(ke)能(neng)是聯苯(ben)酚,苯(ben)醌, 環(huan)(huan)斷(duan)裂生(sheng)成的(de)(de)己二(er)烯酸(suan)及其衍(yan)生(sheng)物或甲醛、草(cao)酸(suan)等。 鹵(lu)素取(qu)代(dai)(dai)的(de)(de)苯(ben)環(huan)(huan),氧(yang)化(hua)后形成草(cao)酸(suan)、乙(yi)醇(chun)酸(suan)、脂族(zu)醛。 具有(you)不飽(bao)和(he)結(jie)構的(de)(de)雜(za)環(huan)(huan)化(hua)合物都可(ke)以與臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧(yang)作用, 但不同(tong)的(de)(de)雜(za)環(huan)(huan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)速(su)度、反(fan)(fan)應(ying)(ying)時攻破的(de)(de)位置不同(tong)。

2　試驗方法與試驗裝置

2.1　原水水質

試(shi)驗(yan)期間(jian)原(yuan)水(shui)嗅味較大(da),為明顯的(de)土臭、魚腥 臭,原(yuan)水(shui)水(shui)質(zhi)見(jian)表(biao)1。

2.2　試驗方法

單獨(du)投加臭氧(yang)預(yu)(yu)氧(yang)化(hua)。在(zai)密閉的5 L容器中(zhong)投 加不同(tong)量的臭氧(yang)預(yu)(yu)氧(yang)化(hua),分別氧(yang)化(hua)2 min、5 min、8 min、10 min,將(jiang)水樣加到燒杯中(zhong),按表2程序混凝攪 拌(ban),混凝劑投加量為40 mg/L,取上(shang)清液測定嗅閾 值(zhi)。

3　結果與分析

3.1　臭氧投量對(dui)除臭效果的影(ying)響

在試驗原水的(de)條件(jian)下(xia),以臭(chou)氧預(yu)氧化后沉淀(dian)出 水的(de)嗅閾值(zhi)為主要(yao)依據(ju),考察不同臭(chou)氧投(tou)加量對除 臭(chou)效(xiao)果的(de)影響,試驗結(jie)果見圖1。

從圖1可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)(chu)(chu),臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)對出(chu)(chu)(chu)水嗅閾(yu)值(zhi)有 很大的(de)(de)(de)影響。隨(sui)著臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia),出(chu)(chu)(chu)水嗅閾(yu)值(zhi)減(jian)(jian) 少(shao)。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)為1 mg/L時,出(chu)(chu)(chu)水嗅閾(yu)值(zhi)下降到(dao) 30~45,去(qu)(qu)除率(lv)為78%~85%。而臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)量(liang)(liang)為4 mg/L時,出(chu)(chu)(chu)水嗅閾(yu)值(zhi)下降到(dao)22~27左(zuo)右,去(qu)(qu)除率(lv)為 86%~89%左(zuo)右。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)預氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化時間對嗅味(wei)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除 效果與臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)有關,在臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)一定的(de)(de)(de)情況(kuang) 下,氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化時間延(yan)長,出(chu)(chu)(chu)水嗅閾(yu)值(zhi)下降。但隨(sui)著臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou) 加(jia)(jia)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia),氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化時間對嗅味(wei)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除效果影響逐漸(jian) 減(jian)(jian)小。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)不同(tong)投(tou)量(liang)(liang)在2 min、5 min、8 min、10 min時對嗅味(wei)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除率(lv)見表3。

從表3中(zhong)(zhong)可以看出,隨著臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)間(jian)的(de)延長, 嗅(xiu)(xiu)(xiu)味(wei)(wei)(wei)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)量(liang)l mg/L時(shi),氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)2 min與(yu)10 min后,嗅(xiu)(xiu)(xiu)味(wei)(wei)(wei)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率差(cha)別最大(da),臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou) 加(jia)(jia)(jia)(jia)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)到(dao)4 mg/L后,嗅(xiu)(xiu)(xiu)味(wei)(wei)(wei)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率差(cha)別最小(xiao)。這(zhe)可歸(gui)因于:水(shui)中(zhong)(zhong)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)含量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)后,相應地增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)嗅(xiu)(xiu)(xiu)味(wei)(wei)(wei) 物(wu)質與(yu)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)分子的(de)接觸機(ji)會,也就減小(xiao)了(le)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)間(jian) 對嗅(xiu)(xiu)(xiu)味(wei)(wei)(wei)去(qu)除(chu)(chu)效果的(de)影響。隨著臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)投(tou)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia),嗅(xiu)(xiu)(xiu) 味(wei)(wei)(wei)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率升(sheng)高,這(zhe)是因為增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)量(liang)補償了(le) 氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)其它有機(ji)物(wu)所消耗的(de)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)量(liang)。

因此(ci)可以得(de)出如下(xia)的結論(lun):原水嗅(xiu)閾(yu)值200,臭(chou) 氧(yang)投量為3~4 mg/L時(shi),沉淀出水基本無(wu)異臭(chou)異味(wei)。 氧(yang)化時(shi)間(jian)對除(chu)(chu)臭(chou)效果的影響(xiang)要(yao)比臭(chou)氧(yang)投量對除(chu)(chu)臭(chou)效 果的影響(xiang)小。實際應用中,考慮(lv)到濾(lv)池(chi)對嗅(xiu)味(wei)的去 除(chu)(chu)作用,還可以減少臭(chou)氧(yang)的投量。

3.2　氧化時間對臭氧除臭效果的影響

臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)過短,反應(ying)不充分,導致處理(li)效(xiao)果(guo) 下降,同時(shi)(shi)(shi)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)的(de)利用率(lv)也低,導致尾(wei)氣的(de)處理(li)費用 增加(jia)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)過長,對(dui)處理(li)效(xiao)果(guo)無太大影響。實 際運(yun)行結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明:臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)速(su)度(du)很快,氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)控制 在(zai)2~12 min之(zhi)間(jian)即可。但(dan)對(dui)于不同的(de)水質,臭(chou)氧(yang)(yang)(yang) 反應(ying)途徑不同,氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)有機物不同,導致氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)也 不盡相(xiang)同,因此要根(gen)據試(shi)驗(yan)水質,通過具體試(shi)驗(yan)來確(que) 定(ding)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)。試(shi)驗(yan)通過出水嗅(xiu)閾(yu)值確(que)定(ding)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian), 試(shi)驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)見(jian)圖2。

從圖(tu)2中(zhong)可(ke)以看(kan)出(chu),隨著氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)的(de)(de)延長,出(chu)水(shui) 嗅閾值(zhi)降低。試(shi)驗(yan)期(qi)間(jian)原(yuan)水(shui)的(de)(de)pH值(zhi)保持在(zai)6.9左 右,可(ke)以推斷(duan)臭(chou)氧(yang)(yang)在(zai)水(shui)中(zhong)的(de)(de)反應途徑以D反應為 主,需要(yao)一定(ding)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)。在(zai)臭(chou)氧(yang)(yang)投量較小的(de)(de)情況 下,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)對嗅味的(de)(de)去除(chu)影響(xiang)較大,隨著氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian) 的(de)(de)延長,除(chu)臭(chou)效(xiao)果顯(xian)著,而當臭(chou)氧(yang)(yang)投量增(zeng)大至 4 mg/L時(shi),出(chu)水(shui)嗅閾值(zhi)幾乎成一條直線,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian) 對除(chu)臭(chou)效(xiao)果的(de)(de)影響(xiang)減(jian)至最小。可(ke)以得(de)出(chu)這樣(yang)的(de)(de)結(jie) 論,實際應用中(zhong)為節(jie)省處理費用,會盡量減(jian)少(shao)臭(chou)氧(yang)(yang)的(de)(de) 投加量,也(ye)就需要(yao)一定(ding)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)。在(zai)臭(chou)氧(yang)(yang)投量為 3 mg/L時(shi),確定(ding)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)為8 min。

4　臭氧與活性炭濾池聯用處理工藝

臭氧(yang)(yang)(yang)具有(you)極強的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing),可(ke)以(yi)將水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)大部分(fen)有(you) 機(ji)物氧(yang)(yang)(yang)化(hua)分(fen)解(jie),但考(kao)慮到(dao)經濟性(xing),實際中(zhong)(zhong)臭氧(yang)(yang)(yang)的投量 會控(kong)制(zhi)得(de)很小,經常控(kong)制(zhi)在1~2 mg/L左右,對水(shui)(shui)中(zhong)(zhong) 嗅味的處(chu)理達不到(dao)理想的效(xiao)果(guo)。另(ling)外,臭氧(yang)(yang)(yang)預(yu)(yu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的安全性(xing)還有(you)待于近一(yi)步研究確定。因此,臭氧(yang)(yang)(yang)預(yu)(yu) 氧(yang)(yang)(yang)化(hua)最好與能夠有(you)效(xiao)地去除溶解(jie)性(xing)有(you)機(ji)物的后(hou)續處(chu) 理工(gong)藝如活(huo)性(xing)炭吸附(fu)等(deng)結合(he)使(shi)用,以(yi)保證出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)。 試(shi)驗中(zhong)(zhong)決定預(yu)(yu)臭氧(yang)(yang)(yang)化(hua)后(hou),經過活(huo)性(xing)炭濾池(chi)吸附(fu),作(zuo)為 強化(hua)處(chu)理,以(yi)提(ti)高處(chu)理效(xiao)果(guo)。

由于活(huo)性炭可以吸附(fu)臭氧,并且臭氧會在活(huo)性 炭表(biao)面(mian)(mian)與碳反(fan)應,減弱臭氧的氧化效(xiao)(xiao)果,同(tong)時在活(huo)性 炭表(biao)面(mian)(mian)形成一層致密氧化物膜,影(ying)響活(huo)性炭的吸附(fu) 效(xiao)(xiao)果.試驗中為減小臭氧對活(huo)性炭的吸附(fu)產生負面(mian)(mian) 影(ying)響以及保證臭氧的處(chu)理效(xiao)(xiao)果,臭氧的反(fan)應時間為 8 min。

試驗工藝流程采用“預(yu)臭(chou)氧+常規(gui)處理+GAC” 進行中試;預(yu)臭(chou)氧投(tou)加量(liang)為(wei)0~2 mg/L,臭(chou)氧接(jie)觸時(shi) 間(jian)(jian)為(wei)8 min;絮凝反應(ying)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)12 min;沉(chen)淀表面負荷 為(wei)7.5 m3/(m2·h);砂濾(lv)的濾(lv)速為(wei)9 m/h;采用一(yi)個 1.5×5.0 m炭濾(lv)器,活性碳床(chuang)的濾(lv)速為(wei)9 m/h,炭 床(chuang)厚度為(wei)2.0 m,空床(chuang)接(jie)觸時(shi)間(jian)(jian)為(wei)14 min。

4.1　中試臭氧成(cheng)套(tao)設備

1)臭氧發生(sheng)器1臺,型(xing)號:Ozonia/CFS-3A;

2)無油空壓(ya)機1臺,型號:Atlas/LXF08-10PB, 與臭(chou)氧發生器配套;

3)空氣干(gan)燥器1臺,型號: Ultrafilter/ MSD0010,與臭(chou)氧(yang)發(fa)生器配套(tao);

4)電加熱臭(chou)氧(yang)尾氣破壞器1臺,型號:Ozonia/ ODT003,與臭(chou)氧(yang)發生(sheng)器配套;

5)數顯氣態臭氧(yang)質量(liang)濃度儀1臺(tai);

6)數顯(xian)氣態(tai)臭氧質(zhi)量流量計1臺;

7)數顯(xian)水中臭氧濃度儀1臺;

8)氣(qi)態臭氧轉子流量計2臺(tai);

9)臭氧(yang)微(wei)孔曝氣頭2個(ge),服務半徑r≥0.35 cm;

10)臭(chou)氧系統(tong)電器控制(zhi)柜1臺(tai)。

4.2　凈水(shui)顆粒活(huo)性碳的性能

試驗采用(yong)柱狀(1.5 mm)的(de)煤質炭(tan),活性(xing)炭(tan)的(de) 基(ji)本性(xing)質見表(biao)4。

4.3　中試(shi)結果及(ji)分析

臭氧與活(huo)性炭濾(lv)池聯用工藝除臭效果見圖(tu)4。

從(cong)圖4上可(ke)以看出,“預臭(chou)氧+活性(xing)炭(tan)濾池”聯 用工(gong)藝,對嗅味去(qu)除(chu)效果明顯高于單獨投加臭(chou)氧時。 臭(chou)氧投加1.5~2.0 mg/L,出水(shui)基本無異(yi)臭(chou)異(yi)味。 “預臭(chou)氧+活性(xing)炭(tan)濾池”聯用的除(chu)臭(chou)效率(lv)見表5。

從表5中(zhong)可以看出,臭(chou)氧與粉(fen)末活(huo)(huo)性炭工藝(yi)聯 用對嗅(xiu)味(wei)的(de)(de)去除(chu)效果明顯強于單獨投(tou)加(jia)臭(chou)氧時對嗅(xiu) 味(wei)的(de)(de)去除(chu)效果。投(tou)加(jia)臭(chou)氧預氧化,再(zai)經過活(huo)(huo)性炭濾 池后,除(chu)臭(chou)效果提高(gao)了約6%。可以看出隨(sui)著(zhu)臭(chou)氧 投(tou)加(jia)量的(de)(de)增加(jia),嗅(xiu)味(wei)的(de)(de)凈去除(chu)率增加(jia),但增加(jia)的(de)(de)幅度 逐(zhu)漸(jian)減少。因此,“臭(chou)氧與活(huo)(huo)性炭濾池”聯用工藝(yi)中(zhong) 臭(chou)氧投(tou)加(jia)量在2 mg/L已能使出水(shui)達(da)到無臭(chou)無味(wei)。

5　結　論

a.臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧的(de)(de)(de)(de)投(tou)量(liang)與氧化時(shi)(shi)(shi)間是影響(xiang)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧除臭(chou)(chou)(chou)(chou)效(xiao)果 的(de)(de)(de)(de)2個重要因素,隨著(zhu)投(tou)加量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加,出水(shui)嗅味減 小;延長(chang)氧化時(shi)(shi)(shi)間,除臭(chou)(chou)(chou)(chou)效(xiao)果變好。但試(shi)(shi)驗(yan)結果也表 明(ming):隨著(zhu)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧投(tou)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加,氧化時(shi)(shi)(shi)間對除臭(chou)(chou)(chou)(chou)效(xiao)果的(de)(de)(de)(de)影 響(xiang)下降。鑒于(yu)試(shi)(shi)驗(yan)水(shui)質(zhi),投(tou)加3 mg/L的(de)(de)(de)(de)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧預氧化 可以使出水(shui)無異臭(chou)(chou)(chou)(chou)異味,試(shi)(shi)驗(yan)中(zhong)沒有(you)(you)對沉淀后(hou)的(de)(de)(de)(de)水(shui) 過濾,考慮到濾池對嗅味的(de)(de)(de)(de)去除能力,實際應用(yong)中(zhong)臭(chou)(chou)(chou)(chou) 氧的(de)(de)(de)(de)投(tou)里(li)會有(you)(you)所減少,氧化時(shi)(shi)(shi)間要保證在8 min以 上(shang)。

b.臭氧與粉(fen)末活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)聯用(yong)(yong)對(dui)嗅味的處(chu)理(li)效果(guo)(guo)明 顯優于單(dan)(dan)獨使用(yong)(yong)臭氧、單(dan)(dan)獨使用(yong)(yong)粉(fen)末活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)嗅味 的處(chu)理(li)效果(guo)(guo):投(tou)加(jia)2 mg/L的臭氧預(yu)氧化,經過(guo)常規 處(chu)理(li)與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)濾(lv)池后,出(chu)水已達(da)到無臭無味,臭氧與 活(huo)性(xing)碳(tan)濾(lv)池聯用(yong)(yong)不但提高了(le)兩者的除臭效果(guo)(guo),而且 還節省臭氧投(tou)加(jia)量。

參考文獻
[1]　TreashimaK. Redution Of Musty Odor Substances In Drinking Water-A Pilot Plant Study[J]. Wat Sci Tech, 1988,20(8/9):275-281.
[2]　Koch B. Control Of 2-Methylisoboraneol and Geosmin By Ozone and Peroxone A Pilot Study[J]. Wat Sci Tech, 1992,25(2):291-298.
[3]　丹寶憲仁.日本(ben)現代凈水技術[M].包方程,譯.吉林: 吉林科學技術出版(ban)社,1992.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章