摘 要

目前，我国各河流湖泊海洋等地表水源均受到不同程度的污染，并呈现日益严重的趋势。氨氮、生化需氧量、挥发酚和高锰酸盐指数成为了地表水水质的主要污染指标，常规净水处理工艺已不能完全满足饮用水水质标准。因此必须改进我国现有的常规净水处理工艺，进一步提高出水水质，来保障人们的生命健康和用水安全。

本课题以武汉市东西湖区自来水公司余氏墩水厂净水工艺作为研究对象，采用实验对比分析研究方法，以浊度、氨氮、COD_Mn、UV₂₅₄作为研究分析指标，探究活性炭单独作用和臭氧-活性炭联用作用对自来水厂净水效果的影响，从而确定余氏墩水厂的臭氧-活性炭工艺对微污染水源水的处理效果，并得出以下结论：

（1）经臭氧-活性炭滤池处理后，出厂水的浊度降至0.1 NTU左右；平均氨氮含量为0.013 mg/L；COD_Mn平均含量为0.85 mg/L；平均UV₂₅₄值为0.006 cm^-1。各项出水水质指标均远远低于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）的规定限值。

（2）与活性炭滤池相比，臭氧-活性炭滤池对于浊度的去除率增加了2.34%；对氨氮的去除率提高了6.10%；对于COD_Mn的去除率提高了17.04%；对UV₂₅₄的去除率提高了10.58%。臭氧与活性炭结合的处理效果明显高于活性炭滤池单一处理效果。

（3）对于原水为微污染水源的余氏墩水厂，采用臭氧-活性炭深度处理工艺是有必要的，该工艺运行效果良好，可有效提高出水水质。

关键词：臭氧-活性炭；深度处理；水质指标；去除率

Abstract

China is rich in surface water, but at present, the surface water sources of various rivers, lakes and seas are polluted to varying degrees, and it is showing an increasingly serious trend. Ammonia nitrogen, biochemical oxygen demand, volatile phenol and permanganate index have become the main pollution indicators of surface water quality. The conventional water purification process can not fully meet the drinking water quality standards. Therefore, it is necessary to improve and optimize the existing conventional water treatment process in China, and further improve the effluent water quality standards to ensure people's life and health and water safety.

This project takes the water purification process of Yushidun Water Plant of Dongxihu District Water Supply Company in Wuhan as the research object, and uses the experimental comparative analysis method to study the turbidity, ammonia nitrogen, COD_Mn and UV₂₅₄ as research indicators to study the acting factors of activated carbon and ozone. The influence of activated carbon combined with the treatment effect on the treatment effect of the water plant, thus determining the necessity of the deep treatment process of Yushidun Water Plant, the following conclusions can be drawn:

(1) The process worked well when the ozone dosage was 1.0 mg/L. After advanced treatment with ozone-activated carbon filter, the effluent turbidity decreased to about 0.1 NTU; the average ammonia nitrogen content was 0.013 mg/L; the average COD_Mn content was 0.85 mg/L; and the average UV₂₅₄ value was 0.006 cm^-1. Each effluent water quality index is far below the limits set by the Sanitary Standard for Drinking Water (GB 5749-2006).

(2) The removal rate of turbidity of ozone-activated carbon filter was 2.34% compared with that of activated carbon filter alone; the removal rate of ammonia nitrogen was increased by 6.10%; the removal rate of COD_Mn was increased by 17.04%; the removal rate of UV₂₅₄ was increased by 10.58 %. The treatment effect of ozone combined with activated carbon is significantly higher than that of activated carbon filter.

(3) For the Yushidun Water Plant, where the raw water is a slightly polluted water source, it is necessary to use an ozone-activated carbon advanced treatment process to improve the effluent quality.

Keywords: Ozone-activated carbon; Advanced treatment; Water quality index; Removal rate

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 我国水环境现状 1

1.1.2 汉江水源水质状况 3

1.1.3 水质标准变革 4

1.2 臭氧-活性炭深度处理工艺概述 6

1.2.1 臭氧技术概述 6

1.2.2 活性炭技术概述 6

1.2.3 臭氧-活性炭技术机理 7

1.2.4 臭氧-活性炭工艺研究现状 7

1.3 研究内容及意义 8

1.3.1 研究内容 8

1.3.2 研究意义 9

1.3.3 技术路线 10

第2章 材料与方法 11

2.1 净水工艺流程 11

2.2 测定指标及方法 11

2.3 原水水质 12

第3章 研究结果与分析 13

3.1 引言 13

3.2 活性炭单独处理效果 13

3.2.1 浊度去除效果 13

3.2.2 氨氮去除效果 15

3.2.3 COD_Mn去除效果 17

3.2.4 UV₂₅₄去除效果 19

3.3 臭氧-活性炭联用处理效果 21

3.3.1 浊度去除效果 21

3.3.2 氨氮去除效果 23

3.3.3 COD_Mn去除效果 25

3.3.4 UV₂₅₄去除效果 27

3.4 本章小结 29

第4章 结论与建议 31

4.1 结论 31

4.2 建议 31

参考文献 33

致谢 35

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国水环境现状

我国水资源十分丰富，占世界水资源总量的6%。由《2017年中国水资源公报》可知，在2017年，全国水资源总量为28761.2亿m³，比多年平均水平多3.8%，比2016年减少11.4%^[1]。过去十年中国水资源变化情况见表1.1所示。作为世界上最大的发展中国家和世界人口第一大国，中国在水资源的使用和管理方面仍存在许多突出的矛盾：水资源短缺而使用浪费的矛盾、频发的洪涝灾害与失衡的生态环境的矛盾、严重污染的水环境与水资源管理不善的矛盾等。根据近年来《中国环境状况公报》^[2-5]的数据分析，中国各种河流、湖泊和海洋的地表水源均受到不同程度的污染。其中，海河和辽河污染最严重。氨氮、生化需氧量、挥发酚和高锰酸盐指数是河流地表水水质污染的主要指标。超过80%的各类污水未经处理直接排入河流，导致90%以上的城市水域受到严重污染。近50%的城市水源不符合饮用水标准，甚至有50%的城市地下水也受到严重污染^[6]。水中含大量有毒有害有机物的问题逐渐突出，在一些城市的饮用水中，发现了20多种致癌物。由于人类不合理地开发利用水资源，造成水污染程度不断加重，最终导致了社会普遍缺水，并引发其他各类严重的生态后果。2017年，评估了全国24.5万km的河流水质状况，劣V类水质河长占河流总长度的8.3%，氨氮、总磷和化学需氧量是主要污染项目。据报道，在中国主要河流和湖泊等水域发现了数百种有机物。从东部盆地到西部盆地，从支流到干流，从城市到农村，水污染逐渐蔓延，从地表水逐渐渗透到地下水中，从小范围扩散到大流域。

表1.1 近十年中国水资源变化表

中国的水污染具有复合性、流域性、持久性的特征，并在经历持续且快速的转型，其主要特征有如下几个方面^[7]：

（1）从单一污染向复合型污染转变

近年来，从陆地到近海流域，由地表向地下，中国的水污染不断延伸，呈现出从单一污染向复合性污染、从一般污染物向有毒有害污染物质转变的特点。

同时，由于城乡垃圾产量快速增长，且大多未得到妥善处理，垃圾随意堆积，甚至出现严重的垃圾包围现象。垃圾渗滤液浸入城乡地下水中，使农村污水量迅速增加，污染源不断扩大。在东部沿海地区，点源污染逐渐被地表污染超越，成为水污染的主要来源。这导致我国各个流域的支流、河网和地下水水质迅速恶化，复合水污染程度加剧。

（2）从工业污染为主向生活污染转变

由于政府部门不断加强工业污染治理，中国的产业结构不断调整和优化，使工业废水排放量和污染负荷逐年递减。与此同时，随着社会经济的飞速发展，我国城市人口急剧增长、人民生活水平不断提高，生活污水的排放量以及污染符合开始以较快的速度攀升。自1999年以来，生活污水和化学需氧量（COD）的排放量一直高于工业废水的排放量，在此后十年间，生活污水中氨氮的排放也开始明显高于工业废水。更令人担忧的是，生活污水排放的氨氮几乎是工业废水排放的两倍。

（3）地表水富营养化

水体富营养化有几个主要的污染源：一是自20世纪80年代初，我国开始大力推广土壤施用化肥，但因为当时依旧采用传统而落后的施肥灌溉技术，使农田对化肥的利用率偏低。据统计，农田对氮肥的单季利用率仅在30%左右，大量流失的氮、磷进入水体，造成地表水富营养化以及地下水硝酸盐大量富集；二是农药污染源。只有10%~20%的农药可被农作物吸附，而大部分会流失于土壤、水和空气中；三是水产养殖集约化迅速发展，产生大量养分。例如，由于高蛋白食物和鱼虾粪便的富集，池塘和其他水体的水质逐渐恶化。另外还有广泛使用的洗涤用品、人和家畜排泄产生的氮磷以及管理方式的滞后等，都促使面源污染范围不断扩大、污染程度日趋升级，内陆湖泊和近海流域的富营养化正在逐渐增加，给水体环境带来不可估量的后果。

（4）水污染事故频发

据不完全统计，近年来，我国的水污染事故已经进入了高峰期。仅在2015年至2017年三年时间里，就发生了4278起水污染事故，特别是非法污染和企业事故造成的严重水污染事件。回顾过去十几年来我国历次水污染事件^[8]，2005年11月，中国吉林石油化工公司双苯厂的一化工车间发生连续爆炸，约100吨苯、硝基苯和苯胺进入松花江，形成近100公里的污染区，造成松花江水污染事故；2006年1月，因湖南省株洲市霞港湾水利工程施工过程操作不当，含镉废水流入湘江，影响该流域居民正常生活用水；2012年12月，山西天脊煤化工集团股份有限公司发现输送软管破裂，导致苯胺泄漏事故，进而引发漳河污染事件。随着我国经济的快速发展，水污染治理技术若不紧随时代科技进步，管理若不规范加强，势必引发更多水污染事故。

综上所述，当前我国的水污染已经十分严重，我国城乡居民的饮水安全与生命健康受到严重威胁，这向中国城市净水处理技术提出了巨大的挑战。现今，有必要对我国常规水处理工艺进行改进和优化，进一步提高出水水质，这对于保障人类生命健康、促进国家经济更优发展都有着重要的意义。

1.1.2 汉江水源水质状况

汉水流域起源于陕西省的汉王山，出陕西后进入湖北西北部，与汉江最大支流丹江汇合，注入丹江口水库。离开水库后，继续流向东南，经湖北省襄阳、宜城、仙桃等市，最后在湖北武汉龙王庙汇入长江。

汉江作为长江最大的支流，也是武汉市开放式水源地之一。然而，在2014年4月，由于上游大量降雨，春耕作物中的大量化肥、生活污水和农田中的氨氮污染物涌入汉江，汉江武汉段发生了氨氮超标事件。经检测，氨氮值为1.59 mg/L，大于1 mg/L的国家标准限值。此事件后，政府加强了对汉江水质的监测。2018年，武汉市提出了“四水共治”和海绵城市建设，借此契机，对汉江进行了水源地现状水质监测数据分析和现场调研[9]。对以汉江为水源地的三个水厂进行了水质监测，根据《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）要求，总共监测28项指标。考虑到着重评估易超标、重风险的指标，对各项指标的数据进行比较和分析后，选取了六个评价指标：高锰酸盐指数、氨氮、化学需氧量、总磷、五日生化需氧量和粪大肠菌群。检测数据分析如表1.2所示。

表1.2 汉江水源水质分析表

水厂

高锰酸盐 以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。 相关图片展示： 您需要先支付 80元 才能查看全部内容！立即支付 课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。 最新文档 泗阳县中小学足球运动的现状调查与对策研究 南京市雨花台中学校园足球活动开展制约因素调查分析 酒店管理系统的设计与实现 基于安卓的公路客运售票系统的设计与实现 淮安市金湖三所高中女生耐力跑的现状调查及对策研究 连云港市灌云县初级中学体育课开展情况调查与分析 连云港市新浦区业余网球运动发展现状与市场前景探讨 影响铜山区初中生选择课余体育体育锻炼项目的因素分析 浅析刘锦棠对新疆环境治理的贡献 洪泽县城区中学开设羽毛球课程现状调查与研究 宿迁市宿城区中学开展篮球运动现状的调查分析 高校健美操教学中学生学习兴趣培养的研究 关于宿迁市区三所高中的校园篮球开展状况的调查分析 联系我们 加微信咨询 加QQ咨询 服务时间：09:00-23:50(周一至周日)   