• 饮用水UV/H2O2高级氧化深度处理技术与装备 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    饮用水UV/H2O2高级氧化深度处理技术与装备
  • 成果类型
    基础研究
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    北京景盛达环保科技有限公司
  • 合作单位
    山东景明环保产业发展有限公司 、 潍坊市市政公用事业服务中心、 山东省城市供排水水质监测中心
  • 完成人
    郑 群 、贾瑞宝 、陈本耀、 李桂芳 、潘章斌 、郑振魁、 田秀丽 、郑春源 、赵学志 、高晓杰 、解文玉
  • 知识产权
    北京景盛达环保科技有限公司
  • 项目所在地
    北京市
  • 成果水平
    国内先进
  • 评价日期
    2024年8月29日
  • 推荐单位地市
    北京市
  • 专家委员会名单
    王崇杰、任宗福、贾文杰、万东林、张传鑫
  • 成果简要说明
  • 随着我国社会经济的快速发展,水环境新污染物问题日益凸显,饮用水源水中藻类及其代谢产物、抗生素等药物和个人护理品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)、消毒副产物(DBPs)前体物等痕量毒害有机污染物大量检出,尤其新国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)将2-甲基异莰醇(2-MIB)(≤10ng/L)等藻源嗅味物质列入控制性标准,而水厂现状处理工艺难以应对上述水质问题,必须采取更加科学有效的深度处理工艺技术措施。目前,在欧美西方发达国家已有水厂采用基于紫外线的高级氧化处理技术,工艺效果明显且运行稳定,嗅味物质、抗生素等难降解有机污染物得到有效控制。虽然国内针对紫外高级氧化深度处理技术试验研究很多,但适合我国水源特点的工程化应用研究较少,且配套的紫外高级氧化成套装备研发、生产制造技术水平等都相对较差,客观上阻碍了该技术在我国的推广应用。
    本项目在国家科技重大专项、国家重点研发计划等系列课题支持下,北京景盛达科技有限公司联合山东景明环保产业发展有限公司、潍坊市市政公用事业服务中心、山东省城市供排水水质监测中心等多家机构形成“产学研用”联合体,开展了系统化技术攻关、装备研发、工程示范和标准化研究。
    项目组揭示了痕量新兴有机污染物高级氧化去除规律和控制原理,研发了基于UV/H2O2、UV/O3和 UV/O3/H2O2等高级氧化深度处理技术,明确了不同工艺技术的适用条件和除污染效能,构建了适用于国内水源水质条件的饮用水高级氧化深度处理组合工艺,优化了工艺设计条件与运行参数,为实际应用提供了强有力的理论技术支持;在广泛行业调研基础上,运用基于超算的流体力学CFD模型模拟优化、数字孪生等技术,优化了反应器腔体内部灯管排布、导流板结构,研制了高效能紫外高级氧化反应腔体核心部件;突破了影响紫外效率的紫外套管清洗、液压驱动机械加化学清洗、高效电光转化率等技术难题,研发液压式驱动的自吸式弹力抱箍螺旋清洗系统,实现了灯管燃点时长在8000-9000h清洗后套管UVT>88%;研制大功率低压高强紫外灯及配套镇流器,灯管功率1000W,灯管寿命可达15000h,灯电光转化效率35% 以上;通过大数据机器学习及模型实验分析,开发建立了基于水质、水量、去除目标、电耗、药耗联动的智能控制系统,实现了无人值守与运行功率和药剂投加量自动调节的高效控制;针对相关产品质量参差不齐、缺少评价方法等现状,研究构建了紫外线反应器系统测试平台,建立紫外线反应器紫外有效剂量、紫外灯光电转化效率等检测评估方法6项,其中3项通过国家认监委CMA资质认定。项目建设完成适于不同水源条件的系列示范工程,推广应用规模达到25万m3/d;长期跟踪评估运行结果及用户证明显示,水厂出水水质符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)。
    项目组共发表文章30余篇,获国家专利20余项,其中发明专利4项,美国专利1项,发布中国环保机械协会团体标准《城镇给水紫外线高级氧化系统》1部,出版译著《高级氧化水处理工艺基础与应用》1部。
  • 推广应用前景与措施
  • 随着我国经济的快速发展,人民群众生活水平逐渐提高,对生活饮用水的质量要求日益严格。嗅味物质、药物和个人护理品,内分泌干扰物,农药等新污染物受到广泛关注。2023年4月1日新国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)正式实施,对2-甲基异莰醇(2-MIB)、土臭素(GSM)(≤10ng/L)两种嗅味物质规定限值均为10ng/L。2-甲基异莰醇和土臭素为水质感官性状指标,两项指标嗅阈较低,当水中浓度超过嗅阈值(10 ng/L)时可导致饮用水产生令人极为敏感的臭味,影响水体感官。上述新污染物仅靠水厂常规处理工艺很难去除,UV/H2O2高级氧化深度处理技术因其高效率、低能耗、绿色清洁等优势,成为水厂新污染物深度净化的重要技术。
    针对饮用现有常规与深度处理工艺无法发有效控制原水中藻源嗅味物质、抗生素等新污染物,项目组在国家重点研发计划、国家科技重大水专项等系列课题支持下,在行业技术现状调研与水质识别检测基础上,围绕紫外高级氧化技术体系构建,系统开展了控制技术原理、工艺技术组合、装备系统研制、示范工程应用和标准规范编制等方面的深入研究,取得了很好的应用效果和经济社会效益,获得国内行业机构与供水公司的广泛认可和推广应用。UV/H2O2高级氧化技术目前已在山东省潍坊、德州、枣庄和烟台市,山西省晋城市等多个地市应用推广,潍坊北控坊子水厂、中盛净水厂等多座水厂列入国家科技重大专项、国家重点研发计划典型示范工程,累计应用规模已达达25万吨/天。
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