皙全純水設(shè)備對臭氧生物活性炭工藝凈水效果綜述
【蘭州純水設(shè)備http://www.www.hbllgd.com】飲用水常規(guī)處理工藝主要是為了去除渾濁、不溶性有機物，保證飲用水的微生物安全。當水源受到污染或?qū)︼嬘盟|(zhì)要求較高時，需要對飲用水進行深度處理?；钚蕴渴秋嬘盟蛷U水處理中應用最廣泛的吸附劑之一，對降低飲用水中有機物、消毒副產(chǎn)物和異味物質(zhì)的含量有良好的效果。O3-bac是深度處理技術(shù)中應用最廣泛的技術(shù)之一。根據(jù)Z市的實際情況，分析了o3-bac工藝和常規(guī)處理工藝對綜合有機質(zhì)指標、消毒副產(chǎn)物、異味、藥物、個人護理產(chǎn)品、內(nèi)分泌干擾物等物質(zhì)去除效果的差異。純水設(shè)備
1。國家標準的去除效果限制
1.1綜合有機指標
CODMn和UV254是飲用水水質(zhì)檢測中常見的綜合有機質(zhì)指標。前者表示飲用水中有機質(zhì)和部分還原無機物含量，后者主要表現(xiàn)為含共軛雙鍵或苯環(huán)的有機物。
去除有機物并不是傳統(tǒng)技術(shù)的主要功能。Z市原水水質(zhì)條件下，常規(guī)技術(shù)對CODMn的去除率約為20%~30%，對UV254幾乎無去除率。臭氧活性炭可進一步降低CODMn和UV254。Z市某水廠的運行結(jié)果表明，常規(guī)工藝對CODMn和UV254的平均去除率分別為23%和0%，而臭氧活性炭工藝在砂浸出水的基礎(chǔ)上可將這兩個指標分別降低56%和79%。
1.2消毒副產(chǎn)物和前體。工業(yè)純水設(shè)備
水中的有機物在消毒過程中與消毒副產(chǎn)物(DBPs)發(fā)生反應，產(chǎn)生多種消毒副產(chǎn)物(DBPs)。目前已發(fā)現(xiàn)700多種DBPs，對人體健康造成嚴重危害。在飲用水衛(wèi)生標準中，飲用水消毒劑的指標從1項增加到4項，毒理學指標中與消毒劑相關(guān)的物品增加了溴酸鹽、氯酸鹽、氯酸鹽、三鹵甲烷、三氯乙醛和三氯乙酸的指標。
劉立軍等對Z市原水DBPs風險現(xiàn)狀進行了綜合分析和評估，發(fā)現(xiàn)三氯乙醛存在顯著超標風險。水溫、溫度、TOC和CODMn在水中的濃度以及氯的消耗是主要因素。目前，世界上只有中國、澳大利亞和日本將三氯乙醛引入國家飲用水質(zhì)量標準。限制分別為10、100和20 g/L。
在蔡光強的研究中，通過o3-bac去除三氯乙醛(CH)的產(chǎn)生勢(CHFP)與Z市自來水廠的常規(guī)工藝相比較。混凝沉淀對CHFP的平均去除率為36.30%，砂濾裝置的去除率為17.32%，達53.62%。o3-bac工藝單元的去除率從45.43%到72.52%不等?？梢姡Ｒ?guī)工藝和BAC單元對CHFP均有去除效果，但BAC去除效果較為理想。這是因為CH的前體主要由蛋白質(zhì)、氨基酸等親水小分子有機化合物組成，而常規(guī)處理的主要目標是大的疏水有機化合物，所以CHFP的去除效果較活性炭過濾器弱。工業(yè)純水設(shè)備
1.3氣味的物質(zhì)
水源污染,生態(tài)平衡遭到破壞,水含有臭和富營養(yǎng)化會導致水材料、飲用水中發(fā)現(xiàn)了問題主要包括土壤氣味,剩下的酒,2 -甲基(2 - MIB),2 -甲氧基- 3 -異丙基吡嗪、2 -甲氧基三異丁基2,3,6 -三氯苯甲氧基吡嗪,等等,臭和2 - MIB的土壤是最常見的一種氣味物質(zhì)。這些物質(zhì)對人體健康的影響尚無報道，但在純凈水中出現(xiàn)5 ~ 10ng/L會產(chǎn)生難聞的氣味，嚴重影響使用者的感官。在《生活飲用水衛(wèi)生標準》附錄A中，2-mib和土壤臭鼬被列入生活飲用水水質(zhì)參考指標，限量為10ng/L。
常規(guī)水處理工藝無法保證氣味物質(zhì)控制人類的嗅覺閾值范圍內(nèi),趙Yanmei研究太湖地區(qū)2 - MIB兩個傳統(tǒng)工藝用水的水和土壤除臭,的濃度情況,發(fā)現(xiàn)污水濃度2 - MIB不是一個原始的水減少,腐爛的土壤元素的進水濃度155 ng / L,廢水濃度35.2 ng / L,遠遠超出了國家標準要求和人類嗅覺閾值范圍。
臭味物質(zhì)的處理技術(shù)有吸附、高級氧化和生物降解等，其中活性炭吸附是目前飲用水深度處理常用的技術(shù)，也是去除臭味物質(zhì)最常用且有效的方法，其去除臭味物質(zhì)的機理主要是物理吸附和微生物降解的雙重作用。Yang等用顆?；钚蕴课酵脸羲睾?/span>2-MIB，去除率分別為83.1%和92%，出水濃度分別為1.3ng/L和3.5ng/L；王樂對比了預臭氧+常規(guī)工藝與O3-BAC工藝對太湖原水中2-MIB的去除效果，當原水濃度大于82ng/L，小于200ng/L時，經(jīng)預臭氧+常規(guī)工藝后的出水2-MIB濃度高于10ng/L，無法滿足出水要求，但預臭氧+O3-BAC工藝可以處理至低于檢測限的效果。孫麗梅研究了東北某鎮(zhèn)水廠O3-BAC工藝的效能，發(fā)現(xiàn)活性炭濾池對2-MIB的平均去除率為76%，出水濃度為6ng/L。
市的原水為水庫水，具有季節(jié)性臭味的問題。在臭味突發(fā)期間，檢測到主要致臭物質(zhì)為2-MIB，濃度范圍在0~100ng/L。運行1年的活性炭濾池對2-MIB對去除率為45%~60%，A水廠活性炭運行8年時對2-MIB的去除率為30%~44%，見圖1。對于1年炭來說，炭濾池進水2-MIB低于25ng/L時，可使出水濃度低于10ng/L，對于A水廠的8年炭來說，則炭濾池進水需低于18ng/L才能控制住。工業(yè)純水設(shè)備
1.4重金屬
重金屬可以在人體內(nèi)蓄積，進而引發(fā)疾病。例如鉛在人體內(nèi)的蓄積可以導致貧血、神經(jīng)機能失調(diào)和腎損傷；鎘進入人體后蓄積于肝臟和腎臟，導致骨質(zhì)疏松和骨質(zhì)軟化，日本“骨痛病”的發(fā)生就與水源鎘超標有關(guān)；水中鉻、汞等其他重金屬的超標也都會引發(fā)其他健康問題和疾病。因此，生活飲用水衛(wèi)生標準對水中重金屬濃度作出了限制，在2006版標準中，還增加了銻、鋇、鈹、鋁、鎳、鉈等指標，純水設(shè)備修訂了鎘和鉛的限值。
我國水體重金屬污染問題十分突出，有關(guān)部門對幾類地表水水體的監(jiān)測情況分析認為，主要重金屬污染為汞，其次為鎘，鉻、鉛等。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國城市河流有35.11%的河段出現(xiàn)總汞超過地表水Ⅲ類水體標準，18.46%的河段面總鎘超過Ⅲ類水體標準，25%的河段有總鉛的超標樣本出現(xiàn)。
常規(guī)工藝對重金屬的去除作用有限，不同的重金屬污染需要給予的工藝調(diào)整對策也不同，去除鉻可采用鐵鹽還原沉淀法、離子交換法；去除汞采用沸石吸附法、調(diào)節(jié)pH值強化混凝過濾工藝?；钚蕴磕芪蕉喾N金屬離子，是去除鎘和鉛常用的方法，常規(guī)混凝沉淀工藝的水廠，僅能去除原水中20%~30%的鎘，而活性炭吸附可去除約90%，肖倩將新炭與運行9年后的活性炭濾料中的無機成分進行了對比，發(fā)現(xiàn)鉛元素發(fā)生了明顯的富集。
1.5
農(nóng)藥
近年來，我國水源及飲用水中農(nóng)藥檢出多有報道，部分水源甚至呈現(xiàn)出較高的污染水平。目前，我國生活飲用水衛(wèi)生標準中涉及農(nóng)藥類的指標有16項。但常規(guī)工藝對農(nóng)藥的去除效果并不理想。張振秀對比了常規(guī)處理與O3-BAC工藝對農(nóng)藥總量的去除效果，常規(guī)處理去除率為26.9%，臭氧-活性炭的去除率為51.5%。劉國紅對深圳飲用水中農(nóng)藥殘留的健康風險進行了評價，發(fā)現(xiàn)在2011-2013年期間共84份出廠水、11份末梢水和1份二次供水樣品中，所有農(nóng)藥指標均未超過《生活飲用水衛(wèi)生標準》的限值，但是，有機磷農(nóng)藥樂果、有機氯農(nóng)藥六氯苯、七氯三種農(nóng)藥的濃度高于其他，具有潛在的風險。黃仕元發(fā)現(xiàn)常規(guī)處理對有機磷農(nóng)藥僅有輕微的去除效果，采用不同的混凝劑對幾種常見有機磷農(nóng)藥的去除率僅為4%~22%，而O3-BAC工藝對它的去除率至少有50%以上。原盛廣比較了常規(guī)和活性炭兩種工藝對有機氯農(nóng)藥的去除效果，前者僅為17%，后者可以達到68%。
2對新興污染物的去除效果
2.1藥物和個人護理品
2.1.1定義與危害
藥物和個人護理品（PPCPs，pharmaceuticalsandpersonalcareproducts）一般指用于人體健康或護理的各種處方和非處方藥、香料、化妝品與防曬品等，以及用于促進禽畜生長或健康的各種獸藥與生長劑等。水環(huán)境中PPCPs的來源途徑有很多，包括人類活動（食用、淋浴等）、制藥業(yè)廢水排放/偷排、醫(yī)療垃圾丟棄、獸藥和海產(chǎn)養(yǎng)殖等，PPCPs對生態(tài)環(huán)境和人體健康都具有潛在的毒性風險。
2.1.2原水中濃度
PPCPs在飲用水中不斷被檢出，這引起了世界各國和地區(qū)的高度重視。2006年，美國有專門機構(gòu)制定了水體中藥物殘留量的風險等級評定規(guī)章，并予以實施，但國內(nèi)尚無此類標準及限值。我國部分地區(qū)河流中抗生素種類多、濃度也較高，例如上海黃浦江水含抗生素22種，其中磺胺甲嘧啶達14.9ng/L~623.3ng/L；福建九龍江中磺胺甲嘧啶為775.5ng/L；喬鐵軍對珠江流域中東江、西江和北江等3條主干河流的3種水源地中PPCPs濃度進行了調(diào)查研究，。
由表可知，3種水源地均受到了PPCPs污染，且以抗生素、解熱鎮(zhèn)痛藥和抗精神病藥等為主；其他種類的PPCPs濃度和相對構(gòu)成有所不同，推測這與取樣點所處地域、取樣時間以及PPCPs在水環(huán)境中發(fā)生了降解轉(zhuǎn)化有關(guān)。
2.1.3常規(guī)工藝去除效果
Boyd等調(diào)查了美國Louisiana和加拿大Ontario的飲用水廠以及中試工藝中7種PPCPs的去除情況，結(jié)果表明，常規(guī)處理工藝對PPCPs的去除效果有限，平均去除率為13%左右；Adams等發(fā)現(xiàn)混凝（鋁鹽或鐵鹽混凝劑等）不能有效地去除卡巴多氧、磺胺氯噠嗪、磺胺地托辛、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺噻唑和甲氧芐氨嘧啶等抗生素；Chen等的研究表明，混凝（混凝劑為鋁鹽）對雌激素的去除率為20%~50%，增加硫酸鋁投加量對其去除的改善效果有限。這些文獻表明，常規(guī)處理工藝如混凝、沉淀和過濾等作為物理化學過程，通常不能有效去除大多數(shù)PPCPs。
在Z市原水水質(zhì)條件下，常規(guī)處理可以將4種PPCPs（安替比林、阿奇霉素、驅(qū)蚊露和羅紅霉素）濃度降至檢出限以下，約占總種類的27%；將舒必利和泰妙菌素的濃度降低80%；其他PPCPs的去除率均小于69%。PPCPs的種類沿著處理工藝流程逐漸減少，特別是在砂濾和消毒后，變化更為明顯。這一去除效果相比國外文獻資料的稍高，推測是與處理過程中的多次加氯有關(guān)，其他研究也認為，在典型的水處理條件下，氯化可以去除一些種類的PPCPs。
2.1.4O3-BAC去除效果
Ternes等通過中試和生產(chǎn)性試驗證明，顆?；钚蕴靠筛咝コ皆愄?、雙氯芬酸、痛可寧和普里米酮等大部分PPCPs；Westerhoff等研究表明，活性炭對解熱鎮(zhèn)痛藥、抗生素、香料、抗焦慮藥、脂類調(diào)節(jié)劑、對照劑（優(yōu)維顯）、阻滯劑（己酮可可堿）、殺菌劑（DEET、三氯生）和咖啡因等PPCPs的去除率可達98%；Kim等調(diào)查了生產(chǎn)規(guī)模的活性炭濾池對雄烯二酮、痛可寧、咖啡因、DEET、苯妥英鈉、布洛芬、優(yōu)維顯和氧苯酮等PPCPs的去除效果，結(jié)果表明，活性炭可以去除99%的PPCPs。由此可見，活性炭對PPCPs的去除是非常有效的。工業(yè)純水設(shè)備
在Z市原水水質(zhì)條件下，經(jīng)過O3-BAC工藝工藝后的出水中，有11種PPCPs至檢出限以下，約占總種類的65%；對氨糖美辛和泰妙菌素的去除率可達95%以上；對卡巴克絡(luò)、咖啡因、磺胺甲惡唑等PPCPs的去除率最小，約為77%；PPCPs的種類在經(jīng)過預臭氧、臭氧和活性炭吸附工藝后，種類大大減少，濃度大幅降低。
因此，常規(guī)處理工藝對大多數(shù)PPCPs有一定的去除效果，但是并不理想，工藝出水中仍存在殘余的PPCPs，當水源受到比較嚴重的PPCPs污染時，僅采用常規(guī)處理工藝很難保障水質(zhì)安全。而活性炭對大多數(shù)PPCPs的去除效果明顯好于常規(guī)處理工藝，出水中殘余PPCPs的濃度都顯著降低，且檢出率明顯降低，PPCPs風險基本可得到控制。
2.2內(nèi)分泌干擾物
2.2.1定義及危害
內(nèi)分泌干擾物（EDCs）是指可通過干擾生物體內(nèi)保持自身平衡和調(diào)節(jié)發(fā)育過程中激素的合成、分泌、反應和代謝等過程，從而對生物或人體的生殖、神經(jīng)和免疫系統(tǒng)等產(chǎn)生可逆性或不可逆性生物學效應的外源性化學物質(zhì)。目前確定對動物和人類內(nèi)分泌系統(tǒng)造成干擾效應的化學物質(zhì)大約有70種，按性質(zhì)主要分為有機類化合物和重金屬兩大類，其中有機類主要包括農(nóng)藥類、工業(yè)化合物及雌激素等，重金屬主要包括汞、鎘、鉛三種?；屎娃r(nóng)藥的使用甚至濫用，洗滌劑、消毒劑和表面活性劑生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，醫(yī)療行業(yè)中激素類、抗癌類藥物的廣泛使用都是水環(huán)境中EDCs的重要來源。另外，排泄物、燃料燃燒、垃圾焚燒、汽車尾氣和烹飪油煙等人類活動也會產(chǎn)生EDCs。內(nèi)分泌干擾物能夠在環(huán)境和生物體內(nèi)累積，對人畜的危害極大，它能夠影響內(nèi)分泌系統(tǒng)、影響生物生殖和發(fā)育、導致免疫功能下降、具有致癌作用等。純水設(shè)備
2.2.2原水中濃度
世界多地區(qū)地表水中都曾檢出EDCs，我國的七大水系及各大湖泊都存在不同程度的EDCs污染。孫英發(fā)現(xiàn)北京市地表水中存在至少20中EDCs，鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)檢出率80%；佛山市、南海市飲用水水源地均有苯并芘、酞酸二酯等檢出。周自嚴調(diào)查了珠江流域廣州段水源水中的EDCs污染情況，檢出包括BPA、DBP和E2。其中BPA（2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷，簡稱雙酚基丙烷）是最主要的烷基酚類內(nèi)分泌干擾物，其檢出率為100%，最高檢出濃度11.05μg/L，平均濃度為4.39μg/L；DBP為最顯著的鄰苯二甲酸酯類內(nèi)分泌干擾物，檢出率100%，最高檢出濃度為90.09μg/L；E2為污染水平最高的雌性激素類內(nèi)分泌干擾物，檢出率為100%，最高檢出濃度89.72μg/L，平均濃度為38.89μg/L。
2.2.3常規(guī)工藝去除效果
Kim對現(xiàn)有的常規(guī)處理工藝對壬基酚（NP）、雙酚A（BPA）等常見內(nèi)分泌干擾物的去除效能進行了研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝不能有效去除以上兩種物質(zhì)，對NP的去除率小于7%，對BPA的去除率小于3%；賈瑞寶研究了常規(guī)處理工藝單元對雌激素（E2）的去除效果，斜管沉淀池對E2的去除率小于10%，砂濾單元對E2去除率為60%~100%，但當原水中E2濃度較高時，無法實現(xiàn)完全去除；周自嚴調(diào)查了廣州市幾個常規(guī)工藝水廠對BPA、DBP及E2的去除效果，發(fā)現(xiàn)常規(guī)工藝對于DBP的去除效果非常有限，部分水廠對BPA和E2幾乎無去除。
2.2.4O3-BAC去除效果實驗室純水設(shè)備
2001年USEPA對比了常用的飲用水處理工藝對DDT、多氯聯(lián)苯類（PCBs）、酞酸二乙酯、BPA等內(nèi)分泌干擾物的處理效果，認為顆粒活性炭吸附是從飲用水中去除EDCs的有效方法。Tanghe和Verstraete研究了活性炭對NP的吸附，其吸附容量大于100mg/g，對于水環(huán)境中μg級濃度的NP能夠有效地去除。活性炭對雌激素具有良好的吸附效果，濟南某上向流活性炭濾池可以實現(xiàn)雌激素（E2）的全部去除；廣州某水廠的O3-BAC工藝對BPA的去除率可達78%。
3對有機物種類及總量的去除效果純水設(shè)備
當前飲用水處理的重點及焦點是水中微量有機物質(zhì)的去除，新的飲用水標準最為突出的特點之一就是重點關(guān)注了微量有機物的污染問題，有機化合物指標由5項增至53項?；钚蕴坎粌H僅能夠去除前文中提及的污染物，還可以削減水中微量有機物的種類以及總量，這通常是常規(guī)處理工藝無法實現(xiàn)的。
龐長瀧利用GC-MS對飲用水常規(guī)處理及O3-BAC的進出水進行檢測，發(fā)現(xiàn)松花江原水中所含有機組分非常復雜，檢測出有機污染物質(zhì)66種，主要包括脂肪烴、醛、酮、醇、酚、酰胺、鹵代物、芳烴和稠環(huán)芳烴等。經(jīng)常規(guī)處理后，有機物種類數(shù)量沒有改變，但經(jīng)過O3-BAC工藝后，有機物種類降為50種；從峰面積角度分析，常規(guī)處理工藝對檢出的66種有機物的總峰面積削減尚不足40%，而O3-BAC的削減達到了89.7%。陳妍清針對黃浦江原水做了相同的工作，原水中檢出77種有機污染物，主要是胺類、酯類和醇、酮類物質(zhì)，而且分子量主要分布在100~300之間；O3-BAC將原水中有機物種類減少了46種，色譜峰總面積減少了33%。
筆者用相同方法分析了Z市A、B兩座O3-BAC工藝水廠活性炭濾池進出水有機物種類及其峰高的變化。
兩水廠BAC濾池進水中有機物種類相差無幾，均為8種，A水廠BAC濾池出水將有機物種類削減至4種，B水廠削減至5種，除三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物外，BAC濾池幾乎對所有有機物的峰值均有削減。這一結(jié)果與曾述及的文獻結(jié)論符合。實驗室純水設(shè)備
4結(jié)語
O3-BAC工藝極大地彌補了飲用水常規(guī)處理工藝的局限性，不僅對CODMn和UV254等綜合有機物指標有進一步的削減，對消毒副產(chǎn)物、嗅味物質(zhì)以及水環(huán)境污染導致飲用水源中可能殘存的重金屬和農(nóng)藥都有比較好的去除效果，增加O3-BAC工藝能夠大大提高水質(zhì)保障率。工業(yè)純水設(shè)備
活性炭可以有效地吸附去除水中的痕量污染物，如PPCPs、內(nèi)分泌干擾物等。此類物質(zhì)已在我國各地水體中被普遍檢出，珠江流域以及深圳地區(qū)亦有痕量的抗生素及內(nèi)分泌干擾物等檢出，它們對人類健康具有潛在危害，而常規(guī)工藝對其去除能力非常有限。
宏觀來看，活性炭作為強大的吸附劑，能夠削減水中有機物種類和濃度，針對Z市水體，經(jīng)過O3-BAC后，有機物種類削減了37%~50%。隨著技術(shù)進步和檢測手段的升級，可能會有更多的新興污染物在水中被發(fā)現(xiàn)，從這方面來看，O3-BAC工藝還能夠降低潛在的水質(zhì)風險。更多環(huán)保純水處理設(shè)備資訊請關(guān)注皙全蘭州水處理設(shè)備網(wǎng)。
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