水廠納濾濃水的真空紫外與臭氧協(xié)同處理工藝

徐振峰，裘嘉琪，張 奔，頡亞瑋，劉宏遠,*

(1.浙江工業(yè)大學土木工程學院，浙江杭州 310023；2.寧波市城建設(shè)計研究院有限公司，浙江寧波 315012)

納濾(NF)是一種介于超濾(UF)和反滲透(RO)的膜分離技術(shù)，具有優(yōu)越的分離性能，廣泛應(yīng)用于苦咸水淡化和飲用水深度處理。與反滲透相同，NF在運行過程中，部分溶質(zhì)無法透過膜并逐漸濃縮形成濃水，這類濃水中往往含有較高的有機物和鈣、鎂離子，需要經(jīng)過合適的工藝處理后排放。

臭氧(O3)是一種強氧化劑(E0=1.24～2.07 V)，廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域[1]。O3易與難降解有機物中的雙鍵、苯環(huán)和胺等發(fā)生富電基團反應(yīng)并使其斷裂[2]，從而提高其可生化性，但單獨O3對有機物的礦化率較低。紫外(UV)與O3聯(lián)用工藝可以有效提高O3的利用率，并產(chǎn)生更多的自由基(·OH)降解O3難以氧化的有機污染物。真空紫外燈(VUV)相比于普通UV燈能發(fā)射出能量更高的紫外光(185 nm)，使H2O分裂，產(chǎn)生·OH，如式(1)[3]。

H2O+hv(<190 nm)→H·+·OH

(1)

本文采用VUV協(xié)同O3(VUV/O3)處理水廠NF裝置產(chǎn)生的濃水，研究該工藝對濃水中溶解性有機物(DOM)的降解效果，并探討其作為濃水前處理的可行性分析，為實際工程應(yīng)用提供參考。

1 試驗材料與方法

1.1 NF濃水水樣及水質(zhì)

表1 NF濃水的水質(zhì)特征Tab.1 Water Quality Characteristics of NF Concentrated Wastewater

1.2 試劑與儀器

試劑：亞硫酸鈉、硫酸、氫氧化鈉均購自國藥化學試劑。試驗所用去離子水均由Milli-Q純水機生產(chǎn)。

儀器：紫外分光光度計(HACH DR600，美國)；酸度計(PHE-3S,上海雷磁)；COD快速消解儀(HACH DRB200，美國)；BOD測定儀(HACH Tark，美國)；TOC分析儀(SHIMADZU TOC-L，日本)；熒光分光光度計(棱光F-97，上海)。

圖1 試驗裝置示意圖Fig.1 Diagram of Experimental Device

1.3 試驗裝置與分析方法

試驗裝置如圖1所示，臭氧發(fā)生器以純氧作為氣源，產(chǎn)生O3的質(zhì)量濃度為10%(氣態(tài)O3質(zhì)量濃度約為2 mg/L)，由氣體流量計控制O3通入量。……