赛莱默与水务公司携手开创首个针对含溴饮用水的连续高级氧化工艺
这款开创性的解决方案采用独特工艺,将水中的微污染物减少多达90%,可持续性进一步提升。
2005年,为130万人提供饮用水的荷兰水务公司Dunea与赛莱默联手启动了一项重大研究项目。Dunea想要减少水中的微污染物,同时让溴酸盐含量远低于标准水平。但是在用臭氧对含有溴化物的水进行处理时,不可避免地会形成一种名为溴酸盐的潜在致癌物质。经过潜心研究,赛莱默和Dunea找到了一种可以攻克这一难题的创新方法。
供水水源中的微污染物已成为水务公司现在面临的一个日益严重的问题。这些化学物质来自工业、农业、家庭和医院。此类污染物可能包括药物、内分泌干扰化合物、个人护理产品、工业化学品、杀虫剂和医学成像中使用的造影剂。
领先一步,直击日益严重的微污染物问题
2005年,Dunea的专家注意到,水务公司的水源中出现微污染物增加的情况。尽管这种污染物的浓度符合饮用水标准,但Dunea还是决定大力投资,制定相关策略并开发水处理解决方案,以减少水中的微污染物。这种从长远考虑的投资将有助于防止微污染物的积累,并提高Dunea处理系统中微污染物的生物降解能力,此外还能确保符合未来可能出台的饮用水法规。
虽然臭氧氧化技术可以有效去除水中的微污染物,但Dunea的源水中含有溴化物,在使用臭氧来处理时,这种溴化物最终会转化成有毒的溴酸盐。因此,Dunea决心找到一种在去除微污染物的同时,让溴酸盐含量比世界卫生组织规定的安全饮用水含量少20倍的解决方案。
找到正确的高级氧化工艺(AOP)组合
2009年至2011年间,赛莱默在Dunea展开试点研究的第一阶段,目的是了解哪种AOP组合最能有效减少四种具有代表性的微污染物。
水务公司目前主要通过以下三种非氯基工艺对饮用水进行氧化处理:
1. 紫外线AOP
2. 臭氧或臭氧AOP
3. 组合工艺
上述工艺都是通过使用臭氧或羟基自由基,在原子水平上破坏微污染物。羟基自由基取代或添加某些原子到微污染物中,导致它们失去毒性。几分之一秒内发生反应,之后羟基自由基便会消失。
在紫外线AOP工艺中,污染水与低浓度的过氧化氢混合,并用强紫外线照射形成羟基自由基。臭氧AOP工艺也使用过氧化氢。将过氧化氢加入水中,再注入臭氧,从而形成羟基自由基。
确保臭氧和过氧化氢之间迅速发生反应
根据第一阶段试验的结果,Dunea和赛莱默在第二个阶段中,主要调整第一阶段的臭氧和过氧化氢剂量,同时保持溴酸盐的形成量低于Dunea的标准。
在向含有溴化物的水中加入臭氧时,加入的臭氧越多,形成的溴酸盐也越多。为了尽量减少溴酸盐的形成,Dunea和赛莱默使用了一个带有六个连续臭氧注入点的臭氧环流反应器。首先将过氧化氢加入水中。然后让水通过反应器,臭氧会通过六个注入点进入水中。这样一来,水中的过氧化氢与溶解臭氧的比率就增加了,从而限制了溴酸盐的形成并有效减少微污染物。
试点研究结果表明,臭氧与过氧化氢之间快速有效的反应是将溴酸盐的形成保持在Dunea标准以下的关键。在臭氧注入过程中,不能有任何地方让臭氧有时间与溴化物发生反应。根据环流反应器的实验结果,Dunea和赛莱默开发出创新且独特的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)反应器。它有助于确保过氧化氢和臭氧之间立即发生反应,从而最大限度地避免溴酸盐的形成并减少微污染物。
利用两种AOP来改善水质
在DOP反应器中使用臭氧AOP工艺处理后的水会与紫外线AOP处理后的残留过氧化氢一起流动。紫外线AOP可进一步减少微污染物。基于过氧化氢的紫外线AOP工艺不会形成溴酸盐,为上游臭氧AOP工艺提供了理想辅助。这种连续处理方法能更有力地减少微污染物,同时有效阻隔有害微量物质和病原体,进一步改善水质。
Dunea的高级处理系统包括臭氧发生器、DOP反应器、紫外线灯和紫外线反应器,所有装置均由赛莱默提供。
安装创新AOP系统,减少微污染物
在这项长期试点研究中,Dunea和赛莱默一直保持密切合作。2018年,全球首个用于减少微污染物和限制溴酸盐形成的连续AOP系统顺利部署完毕。
2018年10月,这款新型解决方案进入测试。这种开创性的连续AOP工艺将莠去津(除草剂)减少了73%,异丁苯丙酸减少了90%,表现非常出色。虽然世界卫生组织设定的溴酸盐标准是每升10微克,但Dunea的新型AOP工艺将溴酸盐保持在每升0.5微克以下。此外,赛莱默的低能耗解决方案在臭氧AOP和紫外线AOP工艺中的能耗仅为每立方米0.15度电。这意味着,Dune不仅可以确保水质达标,还可将能源费用降低30%至50%。
在赛莱默的帮助下,Dunea将现有的处理系统提升到了新的水平,无论是现在还是将来,都能有效抵御微污染物的污染,为当地社区带来了一个可持续的创新解决方案。现在,荷兰有超过130万人能享用到水质远高于现行饮用水标准的干净且健康的饮用水。
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