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美国加州21世纪水厂间接饮用水微污染的高级氧化解决方案

2023-02-23，星期四

坐落于美国加利福尼亚州橘子郡的地下水修复(GWR)系统，是为补给含水层以及注入含水层防止海水倒灌而提供净化再生水的系统。GWR系统是橘县水务部门(OCWD)与橘县环境卫生部门(OCSD)合作的项目。它是世界上同等类型中较大的中水回用工程，使用目前先进的水处理技术。GWR系统处理并回用过去排放至海洋的污水。中水回用是为防止干旱，同时它也是实现可持续供水的一种方式。

整个先进的处理系统对附近OCSD的水处理厂滤后的二级出水进行处理并把它转变为远超饮用水水质量标准的水。这个70MGD(26.5万吨/天)的系统由微滤(MF)、反渗透(RO)、TrojanUVPhox紫外氧化系统组成。

特洁安紫外解决方案

虽然MF与RO可以处理多种有机物,但由于有些污染物分子太小,它们仍旧能穿过先进的RO膜。NDMA是污水中常见的有机物,它是GWR系统上游污水处理过程中形成的一种副产物。NDMA主要是由污水处理厂中某些有毒化学品、絮凝剂、氯组合形成的。NDMA分子在低浓度下即可致癌,尽管可穿透MF与RO膜,但是仍可以通过紫外光分解作用来去除。此外,使用低浓度(约3ppm)的双氧水,系统可以通过氧化反应来破坏其他污染物,如二级处理出水中的制药或工业污染物。通过与GWR中其他处理过程相结合，TrojanUVPhox可以把原本会排入海洋的污水变为品质极高的水。

TrojanUVPhox完成的处理目标有:

• 利用紫外光分解去除亚硝胺及其他污染物(只用紫外线)

• 利用紫外氧化作用去除药品、个人护理品、工业化学品污染物(紫外线+双氧水)

• 微生物消毒

• 额外保护: 经济高效、简单易懂的多屏障保护可以帮助建立公众对水处理的信心

TrojanUVPhox系统由紫外反应器系统、双氧水储存计量系统、特洁安Optiview紫外透射率监控器组成。低能耗的TrojanUVPhox通过使用特洁安高效汞齐灯管使耗电量减少。TrojanUVPhox能在有限的空间内设计有效满足峰值流量时的要求。它的占地面积与该项目曾考虑过的传统中压紫外系统相当甚至更小。

案例介绍

橘子郡的供水商一直在努力满足当地的供水需求。因此，他们获得了公众对该项目的广泛支持。该项目关键因素在于对处理过程的设计，对化学和微生物污染物进行多屏障处理，达到加州公共卫生部门条例对于处理化学污染物的标准，如NDMA(标准为10ppt)和1,4- 二恶烷(标准为 3ppb)。

• 验证测试
  为了获得TrojanUVPhox系统的运营许可，对流量约1.9万吨/天的演示系统进行了大量的性能测试，检验NDMA去除以及微生物消毒的有效性。
  通过测量对紫外系统上游水中MS2噬菌体的灭活量来决定TrojanUVPhox的消毒能力。同样,通过测量入水和出水中NDMA浓度来定义对NDMA的去除能力。GWR系统设计标准和2003NWRI/AWWARF紫外设计指南要求设备输出验证剂量要大于100mJ/cm2，MS2灭活率要大于4log，NDMA去除率要大于1.2log。

• 通过验证的性能
  TrojanUVPhox处理系统的性能超越了DHS的性能要求以及OCWD的设计标准。

表1. NDMA的进水浓度与出水浓度[5MGD流量代表性测试(系统运营生产能力的一小部分)]

表2. MS2的进水浓度与出水浓度(代表性测试—只需系统不到 20%的运行能力)

表1显示，在NDMA入水浓度为150ppt的情况下,该系统能把NDMA浓度有效处理到出水至10ppt水平以下。另外，在给定入水MS2浓度，允许灭活率为5-log 的情况下，TrojanUVPhox彻底消灭了污水中的MS2细菌，水中每毫升菌斑形成数(PFU/mL)为零。表2显示了MS2的5-log灭活率。完成这些去除量所需的紫外剂量需超过100mJ/cm2，而对于本套紫外系统只需运行系统的部分就可实现。

系统设计参数

平均流量: 70MGD(26.5 万吨/天)
最大流量: 100MGD(37.9 万吨/天)
未来设计流量: 130MGD(49.2 万吨/天)
设计进水NDMA浓度:1-50ppt
目标出水NDMA浓度:<10ppt
紫外线透射率(UVT): >95%@254nm
消毒方法: 紫外线消毒

关于特洁安

TrojanUV，Aquafine和VIQUA同属于Trojan特洁安技术公司。特洁安致力于紫外线技术在水消毒及深度氧化处理领域的创新和推广工作，包括市政污水、地下污水处理、再生水回用、南水北调水源、黄河水源、地下水水源等自来水以及自来水的嗅味及微污染物处理。