飲用水臭氧消毒模型的研究.pdf

1、臭氧具有極優(yōu)的消毒效果，能夠迅速殺滅很多普通病原微生物，對(duì)隱孢子蟲和賈第蟲同樣有很強(qiáng)的滅活作用。兩蟲的抵抗性很強(qiáng)，對(duì)公共健康危害大，氯消毒對(duì)兩蟲的滅活效率很低。當(dāng)水中含有溴離子時(shí)，使用臭氧化工藝會(huì)生成溴酸鹽，溴酸鹽在低劑量時(shí)便有致癌的作用。我國(guó)新制定的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)兩蟲和溴酸鹽均作出嚴(yán)格限制。因此，在含溴水的臭氧化處理中，既要保證較少溴酸鹽的生成，還需保證消毒的效率。因此臭氧化工藝面臨著如何優(yōu)化的問(wèn)題。
　　首先研究了無(wú)芽孢細(xì)

2、菌里抵抗性很強(qiáng)的大腸桿菌。研究了大腸桿菌對(duì)臭氧的抵抗能力和水質(zhì)變化如溫度，濁度，pH值對(duì)臭氧殺菌的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧對(duì)大腸桿菌有很強(qiáng)的滅活效果，400ml水中投加臭氧0.5mg時(shí)，消毒效率即可達(dá)到4個(gè)log值以上。水質(zhì)變化對(duì)消毒效率的影響不是很明顯。溫度越低，消毒效果越好；pH值越低，消毒效果越好；濁度在低于6.3NTU時(shí)，消毒效率影響的改變值很小。
　　其次，挑選了有芽孢的枯草芽孢桿菌，提取細(xì)菌的孢子作為臭氧滅活的對(duì)象。將枯草孢

3、子和隱孢子蟲作對(duì)比，在溫度較高時(shí)(≥15℃)，枯草芽孢桿菌的孢子可以作為臭氧滅活隱孢子蟲的指示劑生物?？莶菅挎邨U菌孢子對(duì)臭氧有很強(qiáng)的抵抗能力，CT值（C為剩余出水臭氧濃度，T為接觸時(shí)間）為10min·mg/L時(shí)，消毒效率僅達(dá)到2.5個(gè)log值。水質(zhì)變化對(duì)臭氧殺菌的影響比較明顯。濁度中有機(jī)物和細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)消耗臭氧；濁度中的顆粒物會(huì)降低消毒效果，在濁度12.5NTU時(shí)，消毒效果與去離子水相比，當(dāng)CT為7.2時(shí)，消毒效率降低了約1個(gè)log值，濁度

4、對(duì)消毒產(chǎn)生影響很大。
　　利用通用CFD（計(jì)算流體力學(xué)）軟件 FLUENT對(duì)鼓泡柱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的有效性和準(zhǔn)確性。利用CFD的UDF功能計(jì)算得到臭氧氣液傳質(zhì)系數(shù) Kl，再計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的液相臭氧濃度。根據(jù)臭氧氣液傳質(zhì)系數(shù) Kl和臭氧總傳質(zhì)量，計(jì)算出鼓泡柱內(nèi)不同高度粒子的CT值，得到鼓泡柱的臭氧濃度分布圖和投加粒子的CT值。
　　建立中試裝置，實(shí)驗(yàn)得到鼓泡柱內(nèi)不同高度的臭氧濃度和臭氧對(duì)枯草芽孢桿菌孢