水务热点 | 如何给高藻高嗅原水除藻又除味? 用臭氧/双氧水升级预臭氧

导 语

南方水库普遍富营养化，一到高温季节藻类暴发——原水藻密度高达两千万个/升以上，蓝藻占了一半还多，水又腥又臭。罪魁是两种顽固分子：2-甲基异莰醇（2-MIB）和土臭素（GSM），嗅阈值极低、性质稳定，常规“混凝-沉淀-过滤”根本拦不住，出厂水常带土霉味。广东一座25万吨/日的大水厂做了次“小手术”：不动主体工艺，只把预臭氧接触池升级为O3/H2O2高级氧化池。九个月的对比运行数据显示：沉淀池出水藻类从十万级降到千级，异味物质去除率最高超八成，混凝剂省了三成，吨水药剂成本不升反降。

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先认识三个关键词

• 高藻高嗅水源：水体富营养化让藻类大量繁殖，蓝藻占比高达51%~56%。藻类不仅堵塞滤池、把反洗周期压缩到8~10小时，还是消毒副产物前体物的重要来源；而藻类释放的2-MIB和GSM自带土霉味，嗅阈值极低，出厂水须控制在10纳克/升以下，常规工艺难以去除。

• O3/H2O2高级氧化：单独臭氧氧化火力有限且效果不稳；而双氧水（H2O2）能诱导臭氧分解产生氧化性更强的羟基自由基（·OH）氧化电位2.80伏，显著高于臭氧的2.08伏，且不分敌我、几乎能与任何有机物以接近扩散控制的极限速率反应，快速破坏藻细胞、开环裂解嗅味分子。
  

• 溴酸盐风险：臭氧会把原水中的溴离子逐步氧化成溴酸盐（有健康风险）。H2O2恰好充当“还原剂”，把中间产物次溴酸/次溴酸盐还原回溴离子，从源头切断溴酸盐生成链——高级氧化不仅除污，还更安全。

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研究者是怎么做的

研究对象是广东省X水厂，规模25万立方米/天，原水取自H水库，属典型的高藻、高有机物复合污染水源：浑浊度3~5 NTU，藻密度2.1×10⁷~2.5×10⁷个/升，2-MIB为35~70纳克/升，锰0.1~0.2毫克/升。改造思路非常克制——不动主体流程，只升级预臭氧工段。

三处关键改造：一是臭氧由单点投加改为3点投加，配多喷嘴自激脉冲空化射流曝气装置，提升臭氧传质效率（投加量0.5~1.5毫克/升，反应5分钟）；二是新增双氧水储罐与计量泵，按臭氧与双氧水质量比10∶1投加；三是新旧系统用三通阀门独立切换，可随时回退，改造后前端不再投加次氯酸钠。

图1 改造后工艺流程：O3/H2O2高级氧化池替换原预臭氧接触池

同厂“左右互搏”对照：2024年11月—2025年7月，第一组臭氧接触池维持原有预臭氧工艺，第二组池切换为O3/H2O2工艺，两池臭氧投加量完全相同，每14天取样一次，同一水源、同一厂区、仅预处理不同，效果对比一目了然。

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成绩单：除藻、除味、降浊、除锰全面开花

除藻：直接砍掉2~3个数量级：原水藻密度两千万级，预臭氧沉淀池出水仍有10万~79万个/升，O3/H2O2直接降到930~3600个/升。对结构坚固、臭氧啃不动的拟柱孢藻（蓝藻优势种）效果尤佳，出水蓝藻比原有工艺低一个数量级以上。

图2 藻类去除效果：O3/H2O2沉淀池出水藻密度远低于预臭氧

除味：土霉味物质去除率最高超八成：2-MIB去除率由51.6%~67.8%提升至75.0%~80.6%，GSM由26%~58%提升至73%~78%；沉淀池出水2-MIB降到7.2~9.2纳克/升、GSM降到2.2~2.8纳克/升，全部满足10纳克/升以下的控制目标，且波动明显更小。

图3 2-MIB与GSM去除效果：O3/H2O2（三角线）稳定压在最低位

省药又降浊：胶体颗粒表面的有机涂层是混凝效率的绊脚石，·OH迅速氧化这层涂层，让颗粒更易电中和、相互聚集，形成更大更密实的絮体。结果是：聚合氯化铝（PAC）投加量减少31.6%~40.9%的同时，砂滤池出水浑浊度反而从0.27~0.33 NTU进一步降到0.19~0.23 NTU。

除锰的意外之喜：砂滤池出水锰浓度从0.02~0.06毫克/升降到稳定低于0.005毫克/升。电镜观察发现，运行中滤料由淡黄色逐渐变为黑褐色，表面均匀沉积了三维立体纳米片结构的锰氧化物—石英砂悄然变成了功能性锰砂，吸附、化学氧化与微生物氧化协同除锰。

图4 砂滤池滤料电镜形貌及元素分布：表面沉积锰氧化物，锰占比20.41%

副产物双降，喝着更放心：消毒出水三氯甲烷由0.016~0.029毫克/升降至0.006~0.012毫克/升，三卤甲烷各组分实测浓度与限值比值之和由0.322~0.563降至0.122~0.163，远低于标准限值；溴酸盐更是稳定在检出限（0.0005毫克/升）以下。

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算一笔经济账

新增双氧水药剂成本约0.001 9~0.005 6元/吨，听起来是“加钱”；但省下次氯酸钠0.004 5~0.009 0元/吨、省下PAC 0.005 1~0.007 7元/吨——两头的节省大于新增的投入，吨水药剂成本净降低0.007 7~0.0111元。对一座25万吨/日的水厂，这是一笔可持续的“正向收益”，且水质全面改善。

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为什么这套改造有效

一句话：把单一氧化升级成高级氧化。预臭氧靠臭氧分子直接氧化，反应慢、挑食、易受水质干扰；O3/H2O2则通过链式反应源源不断地产生·OH，氧化快、无差别、还能与臭氧协同作用，藻细胞破壁更彻底、嗅味分子开环矿化、胶体脱稳更充分，甚至把溴酸盐生成链也掐断了。一次小改造，全流程受益。

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结论

这项工程实践证明：把现有预臭氧设施升级为O3/H2O2高级氧化预处理工艺，不需要大动干戈，就能同时收获除藻、除味、降浊、除锰、控副产物五重收益，吨水成本还更低。研究者也提醒：嗅味有季节性，嗅味浓度低时可同步调低臭氧与双氧水投加量，把强化混凝的作用发挥到极致。对于面临同样藻类和嗅味困扰的水厂，这是一条经济可行、可直接借鉴的提质增效路径。

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引用信息

李振邦, 陈停, 彭锦玉, 等. O3/H2O2工艺用于水厂臭氧预氧化改造的工程运行分析[J]. 净水技术, 2026, 45(4): 60-68.

DOI: 10.15890/j.cnki.jsjs.2026.04.007

来源：本文内容为AI改编，原文出自《净水技术》论文《O3/H2O2工艺用于水厂臭氧预氧化改造的工程运行分析》，作者李振邦、陈停、彭锦玉等（山东华城工程技术有限公司、湛江市粤海水务投资集团有限公司）

编辑：黄智恒

排版：李滨妤

审核：孙丽华

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