利津自來水公司采用臭氧預氧化處理的工程狀況

利津自來水公司采用臭氧預氧化處理的工程狀況 

張磊 1 丁香鵬 1 蔣召友 2 

（ 1青島國林實業有限責任公司， 山東 青島 266031； 

2山東省環保產業股份有限公司，山東 濟南 250014） 

摘 要： 加臭氧預氧化處理的水質，色度及味大大改善，說明臭氧對水有很好的混凝效果； CODMn 的去除率非常高，主要因為臭氧對水中有機物的氧化作用，使大分子有機物斷鏈、開環，變成小分子有機物，提高了可生化性，使活性炭對水中的有機物去除率升高。采用國產臭氧發生器對自來水預氧化處理，每噸水的成本增加0.0714元，即使再增加臭氧后級投加，每噸水成本增加也不會超過0.08元，主要因為國產臭氧設備價格低，折舊費大大減少。因此，國內自來水廠采用國產臭氧設備進行工藝改造，具有非常高的性價比。 

關鍵詞 ： 臭氧；預氧化處理；改造工藝 

1、概論 

    我國水資源污染嚴重，在10萬km的評價河段中，水質低于Ⅳ類的占47%。北部遼、黃、海、淮等流域，污水與地表徑流比高達1:14—1:6。2004年5月份黃河干、支流評價31個河段，水質滿足Ⅲ類標準的河段占干流評價河段的29.0%，符合Ⅳ、 類標準的河段占48.4%，劣于Ⅴ類標準的河段占22.6%，形式不容樂觀。 

    應用臭氧對微污染自來水源水進行臭氧預氧化處理和深度處理，是目前較*和成熟的自來水處理工藝， 在歐美等發達國家已得到普及應用。近年來，我國的北京、上海、昆明、廣州、深圳等大中城市及富饒的江浙地區，已開始采用該項技術，自來水水質得到明顯提高。 

2 利津自來水公司概況 

2.1水源狀況 

    利津自來水公司位于黃河入海口附近，采用黃河下游水源，其斷面水質為Ⅳ類，超Ⅲ類項目為石油類，且有機物、氨氮、藻類含量偏高。 

目前原水水質狀況見下表 1。 

表 1 目前原水水質狀況 

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備注： 2004年7月16日化驗報告 

2.2原有的水處理工藝 

    利津自來水公司水廠的處理水量為20000T/d，主要供給利津縣城的居民生活用水和部分工業用水。現有的水處理工藝為為常規處理，其工藝流程見圖1：

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圖 1 現有的水處理工藝 

    該常規工藝對去除水中雜質有一定的效果，但處理后的水體中仍含有較高的有機物、藻類、氨氮，透明度指標也不甚理想，且出廠水有嗅和味。 

    根據國家沿黃流域農水改造項目的精神，國家投入一部分 ,地方自籌一部分,該廠決定采用臭氧預氧化處理工藝，以提高出水水質。 

3、采用臭氧預氧化處理工程改造 

3.1臭氧發生器的選擇 

3.1.1臭氧產量的確定 

根據20000T/d的處理水量，保證枯水期水質惡化帶來的影響，經過小試和中試，預臭氧氧化處理的臭氧zui大投加量選擇為4.8g/T，故需臭氧產量為： 

20000÷24×4.8=4000（g/h） 

3.1.2臭氧發生器的具體選擇 

    臭氧發生器采用兩臺2kg/h空氣源臭氧發生器，共用一套氣源系統。目前我國自來水廠采用的臭氧發生器幾乎全部是進口設備，價格昂貴，而自來水采用臭氧處理將是飲用水深度處理的發展趨勢，采用國產臭氧發生器替代進口設備將具有重大意義。 

    經山東省環保股份有限公司經過長時間調研和實地考察，在國內企業進行招標，青島國林實業生產的臭氧發生器與進口設備性能接近，并zui終中標。 臭氧發生器技術參數表 2，臭氧發生器實物見圖2，圖3： 

表 2 臭氧發生器技術條件及性能參數

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圖 2 2×2kg/h臭氧發生器氣源系統

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圖 3 2×2kg/h臭氧發生器主機

3.2臭氧預氧化處理改造工藝 

    在水廠原有設施的基礎上，用臭氧預氧化處理代替對自來水加Cl2及絮凝劑的預處理。把原過濾池加入活性碳。臭氧發生器產生的臭氧氣體，在供水泵站后的主管道中投加混合，再經靜態混合器和100米管道進一步混合均勻后進入反應池。改造工藝見圖4： 

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圖 4 臭氧預處理改造工藝 

4 經臭氧處理后的效果 

4.1絮凝 

    臭氧使水中的懸浮固體、膠體雜質、極微顆粒、大分子有機物等發生了分解、裂變、聚合等一系列反應，形成絮體并從水中析出，出現固體顆粒物、絮狀物、泡沫的含量增大，或沉降或溢出水面，造成水的濁度明顯升高。加臭氧前后的效果見圖5、圖6：

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圖 5 常規處理反應池中的水

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圖6 臭氧處理氧化池中的水
4.2沉淀 

經臭氧處理后，沉淀池水的濁度明顯降低，水體清澈，透明度增加。加臭氧前、后、沉淀池水的效果見圖 7、圖8。

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圖 7 沉淀池臭氧投加前


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4.3過濾池 

臭氧投加后，過濾池中的水透明度明顯提高，臭味消除 
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圖 9 過濾池臭氧投加前 

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圖10 過濾池臭氧投加后 
    根據 2004年7月27日由山東省水利工程檢測中心化驗并出具的檢測報告可以看出，經臭氧處理前后水質發生了明顯變化，詳見表3。 

表 3 水質指標對比

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圖 11 左瓶為未投加臭氧的出廠自來水 右瓶為臭氧投加后的出廠自來水

    由臭氧處理前后水質指標對比可以看出，加臭氧預處理的水質，色度及味大大改善，說明臭氧對水有很好的混凝效果；CODMn的去除率非常高，主要因為臭氧對水中有機物的氧化作用，使大分子有機物斷鏈、開環，變成小分子有機物，提高了可生化性，使活性炭對水中的有機物去除率升高。 

5 臭氧預氧化處理的成本核算與分析 

4kg/h臭氧發生器功率： <70kW 

螺桿無油空壓機功率： 37kW 

冷凍空氣干燥機功率： 1.1kW 

吸附式空氣干燥機功率： 0.1 kW 

功率合計： 108.2 kW 

每天電耗： 108.2×24=2596.8 kW 

每天電費： 2596.8×0.50=1298.4元（按當地電費全年平均0.50元/度計算） 

節約藥劑費： 約200元/天（廠方提供） 

按 10年設備折舊費： 328.77元/天 

由此可以得出，在不考慮設備折舊的情況下，每噸水的應用臭氧預氧化處理的成本為： 

（ 1298.4-200+328.77）÷20000=0.0714元/噸。 

    此計算成本按臭氧發生器zui大功耗計算 ,實際運行時根據水質變化可降低成本。 

    常州二水廠采用進口臭氧發生器，每噸水成本增加不到 0.2元，深圳諸水廠采用進口臭氧設備，每噸水成本增加0.2-0.3元，水質明顯提高，老百姓是可以接受的。采用國產臭氧發生器對自來水預氧化處理，每噸水的成本增加0.0714元，即使再增加臭氧后級投加，每噸水成本增加也不會超過0.1元，主要因為國產臭氧設備價格低，折舊費大大減少。因此，國內自來水廠采用國產臭氧設備進行工藝改造，具有非常高的性價比。 

參考文獻： 

[ 1] 王占生.凈水廠改造技術：臭氧活性炭深度處理.2003年全國臭氧技術應用研討會論文集，1-2. 

[2] 董文藝，張紅亮等.微污染水源的預臭氧化研究[J].中國給水排水，2003，19（12）：48-50. 

[3] 謝曙光，王占生等.臭氧生物炭處理低溫黃河水研究[J].中國給水排水，2004，20（7）：21-24. 

備注 :此水庫水經過工藝改進后,處理好的水經山東省水利工程質量檢測中心站檢測,符合國家生活飲用水標準GB5749-85,可以飲用。