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我国淡水水体富营养化状态日益严重,藻类爆发时有发生,这不仅导致可利用的水资源减少,也对净水工艺产生非常大的影响。滤池经常被堵塞及消毒剂和消毒副产物的增加,提高了制水成本。与此同时,低浊度水更进一步加大了水处理难度。现有的含藻低浊度水处理技术虽然众多,但至今仍没有形成一套安全、高效、廉价的处理技术,它们发展和应用程度各不相同,都存在着各自的优缺点。本实验拟研发一套经济、高效的O3/粘土+PAC/UV-C联用技术,通过单因子及正交实验研究该技术对含藻低浊度水的处理效果。 通过单因子实验,研究了PAC及粘土对高藻低浊水的处理效果和最佳配比;在确定最佳投药量的情况下,研究了臭氧预氧化对混凝反应的协同作用及副产物的生成;针对预氧化副产物的问题,研究了UV-C工艺对副产物的去除效果。 通过正交实验,研究了整个工艺过程中臭氧浓度、预氧化时间、投药量、投药方式、沉淀时间和光照时间等参数对浊度、藻活细胞数、藻毒素以及溴酸盐副产物含量的变化;找到最佳工况点,并对最佳工况点进行了经济成本分析。 在单因子实验研究中得出主要结论如下: (1)PAC搭配粘土对高藻低浊水去除效果好于单独使用PAC;同时,PAC搭配高岭土时处理效果最好。 (2)臭氧预氧化对PAC/粘土处理含藻低浊水具有协同作用,但在对含Br–水样进行臭氧化过程中会产生溴酸盐副产物。 (3)利用UV-C能有效去除溴酸盐副产物,且随着功率的增加,去除效果增强。 在正交实验研究中得出主要结论如下: (1)各因子影响除藻去浊效果的主次顺序为:投药量>臭氧浓度≈投药方式>臭氧预氧化时间>沉淀时间>光照时间。 (2)各因子影响溴酸盐含量的主次顺序为:光照时间>臭氧浓度>臭氧预氧化时间>投药量>投药方式>沉淀时间。 (3)综合分析各参数最优水平为:臭氧浓度2.0 mg/L,臭氧预氧化时间2.5 min, 投药量15 mg/L,投加方式为先投高岭土后投PAC,沉淀时间15 min,光照时间45 min。 (4)O3/高岭土+PAC/UV-C组合工艺在最佳工况条件下处理高藻低浊水总成本约为0.286元/m3,较常规制水工艺制水成本增加约0.129元/m3。 实验结果表明,O3/高岭土+PAC/UV-C组合工艺对处理高藻低浊水具有显著效果,且具有可行性。