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公司动态

臭氧在管道直饮水技术中的应用

发布时间:2017-10-19

当时代的步伐迈进21世纪,科学技术日新月异,人们的生活也翻天覆地,但蔚蓝的天,洁白的云,纯净的水,清新的空气,这些人类生存的基本要素,却成了众多世人梦想中的奢侈。另一方面,随着生命科学、医学的进步和人民生活水平的提高,人们对饮用水的品质提出了新的概念和要求,饮用水与人体健康这一话题,引起了各级人民政府和广大人民群众的广泛关注。  
  随着人类社会工业化的高速发展,水的污染越来越严重,水中的成分越来越复杂,水的质量越来越差,可供饮用的水源越来越少,随着人们生活水平的不断提高,人们对饮用水的要求也越来越高,保护水源,改善水质,是我们全人类二十一世纪的重要课题。也是党和政府工作的重要内容,是能体现出为老百姓办的实事。    
  调查表明:我国城市供水水质基本能够保证人体健康的要求,但也存在相当多的薄弱环节,如出水余氯和浊度合格率低,造成细菌和大肠杆菌含量超标;由于二次加压供水和配水管网的污染事故发生,自来水管、水箱、水塔等积聚的铁锈、污垢、尘埃等许许多多的有毒有害物质对人体健康造成了危害。饮用水中已发现的有机化学污染物达2000多种,在饮用水中确认的致癌物质达20种左右,可以致癌物23种,促癌物18种,致突变物56种。饮用水水质的恶化已严重威胁着人民的健康。    

    而管道直饮水实现了人们对随时饮用健康水的渴望。也象中央空调,管道煤气一样,人们在家可直接饮用到放心的健康水,再配置管道直饮机,以提供饮用冷、热水。整套直饮水系统具有全封闭、全自动、管网自动循环杀菌、无人值守的特点,输送管道采用PP-R材料无毒无害,每天产出的水设计为刚好满足该小区居民饮用要求,保证每天饮用新鲜净水。终端末梢出水经卫生监督部门检测监督,出水水质符合国家《生活饮用水卫生监督管理办法》的有关规定和建设部《饮用净水水质标准(CJ94—1999)》管道直饮水标准。管道直饮水不仅使用方便、即开即饮,而且能满足各企事业单位食堂做饭、直接饮用水的需要,其价格比桶装纯净水便宜,水的营养及口感比桶装水更好。国家推广小区管道直饮水的最大好处,就是防止饮用水的二次污染,保证饮用水的卫生安全。    

    一、系统原理    
    1.常用纯净水深度净化技术概况    
    从20世纪60年代开始,饮用水净化的任务不仅是去除浊度和病原菌,而且还要去除水中的传染病毒、病原微生物以及多种多样的有机和无机微量污染物,一些深度净水技术逐渐被开发和应用,其中主要有:活性炭吸附技术、膜过滤技术和化学氧化技术(臭氧、二氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢、二氧化钛光催化氧化)等,下面对各种处理技术的原理及特点逐一简单介绍。    
    1.1活性炭吸附技术    
    活性炭作为一种固体吸附剂,具有较大的比表面积,可有效吸附去除水中的无机和有机污染物,达到净水的效果。活性炭对污染物的吸附有两种方式:一种是污染物通过范德华力吸附在活性炭表面,称为物理吸附;另一种方式是在污染物和活性炭表面之间有电子交换或电子共享而发生的化学反应,称为化学吸附。    
    近年来,将生物技术与活性炭吸附技术相结合而产生的生物活性炭技术引起了人们极大的关注。该项技术将微生物的生物降解作用与活性炭的吸附作用有机结合,不但可以更加有效地去除饮用水中的有机污染物,而且延长了活性炭的使用周期和寿命,具有广阔的应用前景。    
    1.2膜过滤技术    
    膜技术是近40年来发展起来的一项高新技术,也是当前促进和保证社会持续发展的关键技术之一。用于饮用水深度处理的膜可分为四类:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透(RO),微滤膜和超滤膜常常作为预处理工艺,而纳滤膜和反渗透作为主体工艺,其中又以反渗透的应用为最多。    
    反渗透膜能从水中去除0.3-1.2nm大小的溶质分子,即可去除水溶液中除氢离子、氢氧根离子外的其它无机离子和有机物。目前,利用反渗透膜过滤技术作为饮用水深度处理技术已经引起了人们的争议,因为该项技术在去除污染物的同时,也将水中对人体有益的离子全部取出,长期饮用这样的水,对人体的健康不利。而且,反渗透膜过滤技术需要较高的基建投资和运行费用,膜组件质量不能保证。由于该设备反冲洗频率高,处理水的利用率较低,仅有40%-60%。    
    1.3化学氧化技术    
    化学氧化技术就是向水中投加氧化剂(如臭氧、二氧化氯等),来去除水中铁、锰、色度、嗅味、细菌等。    
    在管道直饮水净化工艺中,常将化学氧化技术与其它深度处理技术联用,形成组合工艺,如臭氧—生物活性炭工艺。该工艺由两部分组成,即臭氧的氧化作用和生物活性炭的吸附、生物降解作用。臭氧发生器氧化可将大分子有机物氧化为小分子有机物,提高原水中有机物的可生化性,从而减少活性炭床的有机负荷,延长活性炭的使用寿命。  

  
    二、管道直饮水技术来源    
    该技术是由哈尔滨工业大学市政环境工程学院环境工程系系主任马放教授(博士生导师)为首的课题组开发的。马放教授,男,1963年10月生于沈阳,1983年从辽宁大学生物系毕业后,考入原哈尔滨建筑工程学院并师从国际著名水处理专家。国际水科院终生院士王宝贞教授,开始致力于生物技术在水处理工程中的应用研究。经过多年的潜心钻研和大量艰苦卓绝的工作,筛选驯化出高效去除有机污染物和铁锰的工程菌,通过大庆石化总厂,前郭炼油厂等饮用水深度处理的工程应用,不仅获得了用户的认可,而且积累了宝贵的实践经验。在此基础之上,马放教授运用先进的分子生物学技术和微生物生理生态学原理,使工程菌组合不断被优化,净水效果更加显著。同时倍受人们关注的工程菌应用安全性已得到由哈尔滨医科大学专家学者组成的专家组认可。马放教授针对我国生物活性炭应用中的良良莠不齐现象,以一名科技工作者的求实态度,将生物技术用于打造优质饮用水的工程中来。在由黑龙江省建设厅组织的专家鉴定会上,来自国家供水工程研究中心,设计院,医学防疫部门,地方供水公司和大专院校的专家一致认为:“该技术将工程菌固定于滤料表面,形成生物滤料技术,具有技术创新性。整体上达到国内领先水平,在工程菌应用方面达到国际先进水平”。   
  三、本工程管道直饮水工艺流程         
    3.1原水箱:用于储存市政自来水或地下水,不锈钢或玻璃钢材料。    
    3.2多介质机械过滤器:不锈钢罐体,卵石承托层,石英砂(d0.5-5.0),活性炭(Ф20),采用人工固化技术将除铁、除锰工程菌固定于填料表面,形成生物填料,用于去除水中的铁、锰及去除浊度。    
    3.3臭氧接触氧化塔:不锈钢罐体,内置Ф100塑料空心球,负压投加臭氧3-5mg/L,用于氧化降解水中有机物,主要是将难生物处理的大分子有机化合物氧化成易被活性炭吸附的小分子有机化合物,提高水的可生化性。    
    3.4生物活性炭过滤器:不锈钢罐体,内置Ф20颗粒活性炭,然后将高效去除有机物的工程菌群人工固定于活性炭表面,形成生物活性炭,本单元是核心技术。可以高效的去除水中的有机物,充分利用活性炭的吸附作用和工程菌的生物氧化作用,使水的高锰酸盐指数明显降低,可达到1mg/L以下,为后续的膜处理提供了必要的条件。    
    3.5多级膜过滤保障单元:分别采用5μm、0.22μm、0.11μm,孔径的中空纤维膜过滤,进一步保障管道直饮水的品质。    
    3.6双重消毒:为了使管道直饮水卫生学指标更安全,本工艺采用臭氧和紫外线双重消毒技术,一方面分别利用了臭氧和紫外线的杀菌能力,另一方面利用臭氧在紫外线作用下,易产生强氧化的羟基自由基,可以进一步的将水中残余的有机化合物矿化成二氧化碳,提高了管道直饮水的含氧量和生物稳定性。    
    管道直饮水以符合生活用水卫生标准的自来水为原料,通过多极过滤净化处理后,再经双重消毒成为健康水。封于容器中且不含任何添加物,再通过专门管道供每家每户直接饮用,由于其水质纯净,口感甜润,每天的产水每天饮用完,管网系统每天定时用臭氧和紫外线杀菌消毒保鲜,预防直饮水的二次污染,使每天的直饮水新鲜可口。

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