为了充分发挥臭氧-生物活性炭处理工艺在自来水厂深度处理中的效果,避免出现一些不良副作用。臭氧制备投加系统中对臭氧的投加量、投加方式、混合方式等要素的闭环控制就极其重要。

在臭氧的各投加点位后水中的动态监测余臭氧浓度是实现臭氧投加闭环控制的必要条件。               

上海城投水务集团企业技术汇编(2019-2020年度)4.2.4.2章节规定后臭氧出水余臭氧浓度小于0.2mg/l;在2021年上海市发布的《净水厂用媒质活性炭的选择、使用及更换技术规范》(上海地方标准DB 31/T451—2021)中5.4.2章节规定进活性炭滤池的余臭氧浓度应该小于0.1mg/l;在2019年江苏省发布的《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》(DB 32/T 3701—2019)中,则更进一步地明确要求在净水工艺中应关注甲醛、溴酸盐等消毒副产物指标,生物活性炭滤池进水的余臭氧浓度控制在0.1 mg/L以下并保持稳定。

总之,精确控制水厂臭氧投加量,严格控制生物活性炭滤池进水余臭氧浓度很重要,关系到生物活性炭能否发挥作用,影响有机物去除效果和活性炭的使用寿命。

然而,在建成的深度处理自来水厂中普遍存在水中余臭氧浓度监测难、测不准的行业难点。究其主要原因是监测仪器不适合水中低浓度余臭氧的检测。此外,为了合理的运行管理臭氧-生物活性炭处理工艺并取得良好处理效果,对生物活性炭滤池进出水的CODmn、TOC/DOC、UV254、色度、消毒副产物前体预警指数(SUVA=100*UV254/DOC)等水质参数的实时监测,进而动态监控生物活性炭滤池对上述参数的去除率,为活性炭滤池的反冲洗频次、强度提供理论依据和控制依据有重要的意义。

奥地利Scan公司最新研发的第三代全光谱在线水中臭氧分析仪,秉承了Scan公司一如既往的高质量高性能产品制造工艺,利用其领先的全光谱分析技术结合大数据模型及算法,使得仪表在检测精度、超低检测下限、长期可靠性等方面得到了极大的提升,能满足用户对于水中臭氧低浓度高标准的在线监测要求;可为客户提供关于水体水质实时变化的大量数据,它提供了连续的光谱信息,不会漏过任何水质变化信息,这种数据是通过间断性采样无法获得的。

上海艾晟特环保科技股份有限公司对上述自来水深度处理需求充分解读后,给出了简便

且可靠的利用全光谱分析仪在线监测水中余臭氧、CODmn、TOC/DOC、UV254、SUVA、色度等参数的解决方案,在上海某现代化水厂已经与臭氧发生器联动参与了臭氧投加的闭环控制。

具体实施情况如下:在炭池的进出水安装了2套全光谱多参数检测仪,进水监测余臭氧、CODmn、TOC/DOC、UV254、SUVA、色度、水温等参数,炭池出水监测CODmn、TOC/DOC、UV254、SUVA、色度、水温等参数。

在安装炭池进水仪表时,采取现场就近就地安装保证了取样管尽可能短,尽可能消除取样滞后造成的数据偏低、测值响应滞后的现象。

为了验证全光谱分析仪的准确度、可靠性以及不同臭氧加注量对炭池进出水水质变化的影响,我们进行了多次测试比对工作。

下图是2021年8月13日测试过程中的后臭氧(炭池进水)水中余臭氧的变化趋势。

臭氧加注量按照0.35mg/l→0.45mg/l→0.55mg/l→0.35mg/l的加注量的变化方式从低到高加大,每个加注量保持2小时,最后恢复0.35mg/l,水中余臭氧变化趋势从低到高再逐步降低,与臭氧加注量的变化趋势吻合。从图中可以看出,水中余臭氧浓度随着臭氧加注量的变化逐步阶梯式的递增或递减,臭氧加注量变化10分钟以后水中余臭氧的浓度开始发生变化,大概30分钟左右达到稳定状态。

通过分析历史数据,我们发现每天凌晨5:30左右水中余臭氧测值出现极低值,余臭氧浓度接近于零的现象;经过连续3个月的连续运行充分确认全光谱分析仪的准确度和可靠性后,水厂决定把全光谱多参数仪器的余臭氧信号与臭氧氧发生器联动,参与臭氧的投加控制后极低值被拉高到0.04mg/l左右;随后水厂继续优化臭氧投加控制策略,逐步实现了臭氧投加的闭环控制,并使水中余臭氧浓度稳定控制在0.05-0.10mg/l 之间。

结论:

该项目通过在炭池前后安装全光谱分析仪,动态监控炭池进水中余臭氧的浓度以及进出水的TOC/DOC、CODmn、Uv254、色度、SUVA等水质参数变化及去除率情况,与臭氧发生器联动实现了臭氧投加的闭环控制。

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