本发明属于高级氧化技术应用及饮用水制水技术领域，涉及城镇饮用水制水工艺改进系统，尤其是一种高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统。
背景技术：
水是生命之源，饮用水制水工艺可靠性直接关系着人们的身体健康和生命安全，对社会稳定及地方经济的可持续发展至关重要。2012年7月1日开始强制执行的国家《生活饮用水卫生标准》(GB5479-2006)与旧版相比，检测指标由25项提高到了106项，对饮用水水质标准提出了更为严格的要求。然而，中国目前95％以上的水厂仍采用絮凝—沉淀—过滤—消毒的传统制水工艺，已沿用了数十年，这种传统工艺只能对颗粒污染物、细菌和微生物起作用，对近年来新出现的高藻水、藻毒素、致嗅物质、色素、有机污染物等无能为力，难以保障出水水质达到新国家标准的要求，全国多数净水厂面临着严峻挑战，必须对传统制水工艺进行技术升级改造，才能保证饮用水的达标供给。
近年来，饮用水制水技术研究不断取得进展，一些研究者提出了很多新的制水方法或技术，如臭氧-生物活性炭技术(张淑敏等，净水技术，2016年35卷第1 期)、臭氧氧化技术(董秉直等，环境科学，2016年37卷第5期)、预氧化强化絮凝技术(王品飞等，净水技术，2016年35卷第1期)、高级氧化组合工艺(鲁金凤等，哈尔滨工业大学学报，2014年49卷第2期)、使用羟基自由基对水消毒解毒净化的方法及其装置(国家发明专利，申请号：201310700516.2)、饮用水深度处理技术(国家发明专利，申请号：2011101608858)等等，这些技术很多都与高级氧化技术相关，并取得了很好的应用实验效果，呈现出了高级氧化技术在饮用水制水领域卓越的应用发展趋势。
高级氧化技术的核心是羟基自由基(·OH)的规模高效制备，而在制水厂制水工艺中高级氧化技术的应用效果不仅取决于·OH的规模高效制备，还要受到水源水质状况、制水工艺条件等的制约，同时由于目前我国制水厂的日供水量少则几万吨，多则数十万吨，未经尺度规模放大试验的新技术直接应用势必增加制水效果的不确定性，有可能影响城镇供水的安全性与稳定性。因此，在高级氧化技术引入制水厂常规制水工艺前，有必要进行日供水量数十吨至数百吨的中试验证试验，以优化不同水源水质的制水工艺参数、确定高级氧化溶液的投加点和投加量，这就需要一种高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统。
基于高级氧化饮用水制水工艺及技术构想，将高浓度活性氧协同水力空化高级氧化技术与常规饮用水制水工艺相结合，发明一种饮用水日供水量为100吨至 250吨的高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统，利用该系统可以实现针对不同水源水质(如高藻、藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等)的饮用水制水工艺优化，确定最适宜的高级氧化技术接合点与高级氧化溶液的投加量，确定最适宜的高级氧化饮用水制水工艺参数，为高级氧化饮用水制水技术的实际应用提供技术示范与工艺优化。
技术实现要素：
本发明针对现有饮用水源频受高藻、藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等影响水质下降，威胁制水安全的问题，提供一种高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统。该系统将高浓度活性氧协同水力空化高级氧化技术与常规饮用水制水工艺相结合，可以在不同水源水质状况下对高级氧化饮用水制水工艺进行优化，确定最适宜的高级氧化技术与传统制水工艺接合点与高级氧化溶液的投加量，确定最适宜的高级氧化饮用水制水工艺参数，为高级氧化饮用水制水技术在制水厂的实际应用提供试验性技术示范与工艺优化方案，确保出厂水水质指标达到国家《生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)》和《饮用净水水质标准 (CJ94-2005)》的要求。
本发明的技术方案是：
一种高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统，包含“预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒”单元和“高级氧化技术介入”单元两部分。预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元和高级氧化技术介入单元通过管路连接。高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统即能以预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒(或絮凝—沉淀过滤—消毒) 工艺模式独立工作，又能协同高级氧化技术介入单元以高级氧化饮用水制水工艺模式工作。以高级氧化饮用水制水工艺模式工作时，高级氧化技术介入单元需经由入水口分流全部预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元水流，在高级氧化技术介入单元开启高级氧化饮用水处理工艺过程，再通过高级氧化技术介入单元出水口将处理后的水回注到预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元，完成高级氧化饮用水制水工艺优化验证试验。
预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元包括预氧化塔、臭氧发生器、臭氧热分解器、絮凝器、絮凝搅拌器、沉淀过滤器、消毒水箱、输水泵、消毒加药器、氯检测仪、水泵、絮凝剂配制箱、计量泵、流量计、流量控制阀、单向阀、取样控制阀、排污控制阀、消毒水箱清洗阀。其特征是：该单元遵循了絮凝—沉淀—过滤—消毒的传统制水工艺原理，但增加了臭氧预氧化工艺环节，同时将沉淀、过滤两个工艺环节合二为一，减小了设备占用空间。依据预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元工作原理，水源水首先经过流量控制阀进入絮凝器，在絮凝器中与来自絮凝加药器的絮凝药剂充分均匀混合，使水中的大部分悬浮颗粒物、微藻、细菌等在絮凝药剂的作用下凝聚成较大颗粒物，絮凝药剂的投加浓度和投加量依据水质状况由絮凝加药器控制，配制絮凝药剂用水取自消毒水箱出口。其中，絮凝器采用无斜板搅拌式澄清絮凝器，絮凝药剂可使用聚合双酸铝铁、聚合氯化铝等，与水厂现有常规生产工艺使用的絮凝药剂保持一致，絮凝药剂投加剂量首先依据实验室搅拌试验结果计算，然后根据实际运行情况酌情增减。絮凝器出水经由流量控制阀进入沉淀过滤器，在沉淀过滤器中经絮凝后的水首先通过自然沉降除去部分颗粒物，未沉降的悬浮颗粒物则由过滤器滤除。其中，沉淀过滤器采用普快滤池。沉淀过滤器出水经由流量控制阀进入消毒水箱，在消毒水箱中完成饮用水的消毒过程。消毒剂采用氯、二氧化氯或次氯酸钠，与水厂现有常规生产工艺相同，消毒剂投加采用消毒加药器。如使用氯作为消毒剂要求投加氯浓度限值为4.0 mg/L，出厂水余量浓度不低于0.3mg/L；如使用二氧化氯作为消毒剂要求投加二氧化氯浓度限值为0.8mg/L，出厂水余量浓度不低于0.1mg/L。消毒水箱设有氯检测仪，用于监测残余氯氧化剂浓度。预氧化塔在水源水质稍差时启用，主要完成的是臭氧预氧化过程，臭氧溶入水中采用的是喷淋方式。开启时关闭预氧化塔之间的流量控制阀，让全部水源水流经预氧化塔，完成臭氧预氧化过程，除去部分污染物，之后再进入絮凝器，依次完成絮凝—沉淀—过滤—消毒各工艺环节，出厂水由输水泵加压输送，所有连接管路均采用食品级PVC管材。
高级氧化技术介入单元包括：活性氧溶液制备装置、增压泵、水力空化液液混溶反应器、活性氧浓度检测仪、TRO浓度检测仪、流量控制阀、取样控制阀、压力检测仪、排污控制阀、流量计、氧气输入接口。其特征是高级氧化技术介入单元设置了三条入水管路，分别通过流量控制阀连自絮凝器入口流量控制阀前、沉淀过滤器入口流量控制阀前和消毒水箱入口流量控制阀前；根据源水水质处理工艺需要，开启其中一条管路，引入全部水流进入增压泵，经增压泵增压后输入到水力空化液液混溶反应器，在水力空化液液混溶反应器内与来自活性氧溶液制备装置的活性氧溶液混溶并激发高级氧化反应，开启饮用水高级氧化处理工艺过程，此时应控制输出水中的TRO浓度在0.5～1mg/L之间；高级氧化技术介入单元设置了三条出水管路，分别通过流量控制阀连至絮凝器入口流量控制阀后、沉淀过滤器入口流量控制阀后和消毒水箱入口流量控制阀后；高级氧化技术介入单元入水如果引自絮凝器入口流量控制阀前，高级氧化技术介入单元出水则回送至絮凝器入口流量控制阀后，高级氧化技术介入单元入水如果引自沉淀过滤器入口流量控制阀前，高级氧化技术介入单元出水则回送至沉淀过滤器入口流量控制阀后，高级氧化技术介入单元入水如果引自消毒水箱入口流量控制阀前，高级氧化技术介入单元出水则回送至消毒水箱入口流量控制阀后。
活性氧溶液制备装置、增压泵、水力空化液液混溶反应器是高级氧化技术介入单元的核心部件，其中，活性氧溶液制备装置工作时需要在消毒水箱出水口引入洁净的饮用水，同时还要使用原料气体O2或富氧(O2含量≥90％)，在活性氧溶液制备装置内，首先利用大气压强电场放电方法将气态O2转化为O3、O2+、O2-、 O2·、O·、O等活性氧粒子，再借助水力空化气液混溶反应器将活性氧溶入水中生成富含羟基自由基的活性氧溶液，根据水质需要活性氧溶液的TRO浓度控制在5～ 10mg/L之间，富含羟基自由基的活性氧溶液最后输出至水力空化液液混溶反应器，溶入高级氧化饮用水制水工艺流程；其中，活性氧溶液注入比(注入比＝注入活性氧溶液流量/水力空化液液混溶反应器输出流量)控制在10％～20％；其中，为了强化高级氧化反应过程，水力空化液液混溶反应器入口压力应控制在0.3～0.8MPa 之间，出口压力应控制在0.03～0.09MPa之间，水力空化液液混溶反应器入口与出口压力差越大，水力空化效果越好，高级氧化饮用水处理效果越好；高级氧化技术介入单元设置了活性氧浓度检测仪检测气态活性氧浓度，设置了TRO浓度检测仪检测水中氧化剂浓度；高级氧化技术介入单元各装置、部件之间的管路连接均采用食品级PVC管材。
产生高浓度羟基自由基是高级氧化饮用水制水工艺的关键。本发明所述高级氧化饮用水制水工艺采用两种方法强化羟基自由基的产生，一是在活性氧溶液制备装置内首先利用大气压强电场放电制备高浓度气态活性氧，再协同气液水力空化技术制备富含羟基自由基的高浓度活性氧溶液；二是将高浓度活性氧溶液注入到水力空化液液混溶反应器中，在饮用水处理过程中利用液液水力空化效应形成的高温(1000～5000K)、高压(1～5×109Pa)及巨大的冲击波环境强化羟基自由基的产生。
本发明的效果和益处是：
基于高级氧化处理微污染物的技术优势，考虑到高级氧化饮用水制水工艺及技术应用构想，将高浓度活性氧协同水力空化高级氧化技术与常规饮用水制水工艺相结合，发明一种饮用水日供水量为数百吨的高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统，利用该系统即可以获得针对不同水源水质(如高藻、藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等)的常规饮用水制水工艺处理能力与效果，又可以实现针对不同水源水质的高级氧化饮用水制水工艺与技术优化，确定最适宜的高级氧化技术接合点与高级氧化溶液的投加量，确定最适宜的高级氧化饮用水制水工艺参数，为高级氧化饮用水制水技术的实际应用提供技术示范与工艺优化。
附图说明
图1是高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统工艺流程示意图。
图2是高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统工作原理示意图。
图中：1预氧化阶段；2絮凝阶段；3沉淀过滤阶段；4消毒阶段；5加压输送； 6高级氧化技术介入阶段；7-15流量控制阀；16预氧化塔；17臭氧发生器；18臭氧热分解器；19絮凝器；20絮凝搅拌器；21沉淀过滤器；22消毒水箱；23输水泵；24消毒加药器；25氯检测仪；26水泵；27絮凝剂配制箱；28计量泵；29流量计；30-34流量控制阀；35单向阀；36-38取样控制阀；39-44排污控制阀；45 消毒水箱清洗阀；46活性氧溶液制备装置；47增压泵；48水力空化液液混溶反应器；49活性氧浓度检测仪；50TRO浓度检测仪；51-53流量控制阀；54-56取样控制阀；57-58压力检测仪；59-60排污控制阀；61流量计；62氧气输入接口。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
本发明所述的高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统工艺流程如附图1所示，包括预氧化阶段1；絮凝阶段2；沉淀过滤阶段3；消毒阶段4；加压输送5；高级氧化技术介入阶段6；流量控制阀7-15。高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统能够以两种模式工作，一是预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒模式；二是高级氧化饮用水制水工艺模式。本发明所述的高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统设置生活饮用水日供水量为100吨至250吨，足以满足高级氧化饮用水制水工艺优化验证和示范的标准要求。
以预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒模式工作时，水源水流经流量控制阀7后进入絮凝阶段2，在该阶段利用絮凝药剂使水中的大部分悬浮颗粒物、微藻、细菌等在絮凝药剂的作用下凝聚成较大颗粒物；经絮凝后的水源水再经由流量控制阀8 进入沉淀过滤阶段3，通过自然沉降和过滤的方式除去絮凝后水源水中的颗粒物；经沉淀过滤的水再经由流量控制阀9进入消毒阶段4，在消毒阶段利用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒剂对沉淀过滤后的水消毒，其中，使用氯消毒剂要求投加氯浓度限值为4.0mg/L，出厂水余量浓度不低于0.3mg/L；使用二氧化氯消毒剂要求投加二氧化氯浓度限值为0.8mg/L，出厂水余量浓度不低于0.1mg/L。在水源水质稍差时可以启用预氧化工艺，在预氧化阶段1，采用臭氧预氧化法，首先需要关闭预氧化塔之间的流量控制阀7，让全部水源水流经预氧化塔，通过喷淋的方式完成臭氧预氧化过程，除去部分污染物，减小后续工艺压力，之后水源水再进入絮凝器，依次完成絮凝—沉淀—过滤—消毒各工艺环节，制备完成的饮用水通过加压输送5 的方式输出。预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒模式属于常规的制水工艺模式，在高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统中的作用包括两方面，一是针对不同的水源水质，可以更加简便快捷地获取预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒模式的最优工艺参数；二是针对受高藻、藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等影响的水源水质，可以为高级氧化饮用水制水工艺模式应用效果提供对比参考。
以高级氧化饮用水制水工艺模式工作时，需要将高级氧化技术介入到预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒制水工艺模式中，但不需要开启预氧化工艺，高级氧化技术介入单元需要通过管路连接到预氧化—絮凝沉淀—过滤—消毒制水工艺中。高级氧化饮用水制水工艺模式能够以三种方式工作：一是水源水高级氧化技术介入方式；二是絮凝水高级氧化技术介入方式；三是沉淀过滤水高级氧化技术介入方式。
以水源水高级氧化技术介入方式工作时，首先关闭流量控制阀7，开启流量控制阀8和9，开启水源水高级氧化技术介入管路流量控制阀10和13，关闭其它高级氧化技术介入管路流量控制阀11、12、14、15，使水源水经流量控制阀10后进入到高级氧化技术介入阶段6，在该阶段，利用高级氧化技术产生的羟基自由基等活性粒子促使水源水中的大部分藻和细菌失活，藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等降解，缓解后续工艺的压力，提升净水效果；经高级氧化技术处理过的水源水再通过流量控制阀13回注到絮凝工艺中，依此再接续完成絮凝—沉淀—过滤—消毒各工艺环节。
以絮凝水高级氧化技术介入方式工作时，首先关闭流量控制阀8，开启流量控制阀7和9，开启絮凝水高级氧化技术介入管路流量控制阀11和14，关闭其它高级氧化技术介入管路流量控制阀10、12、13、15，使水源水首先进入絮凝阶段2，在该阶段利用絮凝药剂使水中的大部分悬浮颗粒物、微藻、细菌等在絮凝药剂的作用下凝聚成较大颗粒物，然后使絮凝水经流量控制阀11进入到高级氧化技术介入阶段6，在该阶段，再利用高级氧化技术产生的羟基自由基等活性粒子促使絮凝水中的未被有效絮凝的藻和细菌失活，藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等降解，强化高级氧化技术优势，提升净水效果；经高级氧化技术处理过的絮凝水再通过流量控制阀14回注到沉淀过滤工艺中，依此再接续完成沉淀—过滤—消毒各工艺环节。
以沉淀过滤水高级氧化技术介入方式工作时，首先关闭流量控制阀9，开启流量控制阀7和8，开启絮凝水高级氧化技术介入管路流量控制阀12和15，关闭其它高级氧化技术介入管路流量控制阀10、11、13、14，使水源水首先进入絮凝阶段2和沉淀过滤阶段3，利用絮凝、沉淀、过滤作用除去水中的悬浮颗粒物，以及大部分微藻和细菌等，然后使沉淀过滤水经流量控制阀12进入到高级氧化技术介入阶段6，在该阶段，再利用高级氧化技术产生的羟基自由基等活性粒子杀灭水中残余的微藻和细菌，降解藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等，减少或取代氯消毒剂，提升净水品质；经高级氧化技术处理过的沉淀过滤水再通过流量控制阀15回注到消毒工艺中，获得可以直接饮用的符合国家《生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)》和《饮用净水水质标准(CJ94-2005)》的生活饮用水。
本发明所述的高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统工作原理如附图2所示，包括流量控制阀7-15；预氧化塔16；臭氧发生器17；臭氧热分解器18；絮凝器 19；絮凝搅拌器20；沉淀过滤器21；消毒水箱22；输水泵23；消毒加药器24；氯检测仪25；水泵26；絮凝剂配制箱27；计量泵28；流量计29；流量控制阀30-34；单向阀35；取样控制阀36-38；排污控制阀39-44；消毒水箱清洗阀45；活性氧溶液制备装置46；增压泵47；水力空化液液混溶反应器48；活性氧浓度检测仪 49；TRO浓度检测仪50；流量控制阀51-53；取样控制阀54-56；压力检测仪57-58；排污控制阀59-60；流量计61；氧气输入接口62。
高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统包括两个单元：一是预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元；二是高级氧化技术介入单元，预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元和高级氧化技术介入单元通过管路连接。
预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元独立工作时，需关闭所有与高级氧化技术介入单元的管路连接。水源水流经流量计29和流量控制阀7后首先进入絮凝器 19，在絮凝器19中将絮凝药剂与水源水均匀混合絮凝，使水源水中的大部分悬浮颗粒物、微藻、细菌等在絮凝药剂的作用下凝聚成较大颗粒物，本发明所采用的絮凝器为无斜板搅拌式澄清絮凝器，絮凝器安装有絮凝搅拌器20；所需絮凝药剂由水泵26、絮凝剂配制箱27、计量泵28组成的絮凝加药装置完成，配制絮凝药剂用水取自消毒水箱22出口。不同水源水所需絮凝剂投加剂量不同，絮凝药剂投加浓度和投加剂量依据水质状况由絮凝加药器控制，絮凝药剂可使用聚合双酸铝铁、聚合氯化铝等，与水厂现有常规生产工艺使用的絮凝药剂保持一致，絮凝药剂投加剂量首先依据实验室搅拌试验结果计算，然后根据实际运行情况酌情增减。经絮凝后的水源水再经由流量控制阀8进入沉淀过滤器21，通过自然沉降和过滤的方式除去絮凝后水源水中的颗粒物。本发明所述的沉淀过滤器21采用普快滤池，为了减小设备占用空间将沉淀、过滤两个工艺环节合二为一；经沉淀过滤的水再经由流量控制阀9进入消毒水箱22，在消毒水箱22中，利用常规消毒剂氯、二氧化氯或次氯酸钠对沉淀过滤后的水消毒，消毒剂的投加由消毒加药器24控制，消毒水箱余氯的监测采用氯检测仪25，其中，使用氯消毒剂要求投加氯浓度限值为4.0mg/L，出厂水余量浓度不低于0.3mg/L；使用二氧化氯消毒剂要求投加二氧化氯浓度限值为0.8mg/L，出厂水余量浓度不低于0.1mg/L；
预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元的预氧化塔16仅在水源水质稍差时启用，主要完成的是臭氧预氧化过程。启用时，首先需要关闭预氧化塔之间的流量控制阀7，让全部水源水流经预氧化塔，通过喷淋的方式完成臭氧预氧化过程，除去部分污染物，减小后续工艺压力，之后水源水再进入絮凝器19，依次进行絮凝—沉淀—过滤—消毒各工艺环节，完成生活饮用水的制备，制备完成的饮用水通过流量控制阀32、输水泵23、单向阀35加压输送。
高级氧化技术介入单元工作时，需开启相关部分高级氧化技术介入单元的管路连接，将高级氧化技术介入到预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒制水单元中，但不需要开启预氧化工艺。
活性氧溶液制备装置46、增压泵47、水力空化液液混溶反应器48是高级氧化技术介入单元的核心部件，其中，活性氧溶液制备装置46工作时需要在消毒水箱出水口经由流量控制阀53和流量计61引入洁净的饮用水，同时还要经由氧气输入接口62引入原料气体O2或富氧(O2含量≥90％)，在活性氧溶液制备装置46 内，首先利用大气压强电场放电方法将O2转化为O3、O2+、O2-、O2·、O·、O等活性氧粒子，再借助水力空化气液混溶反应器将活性氧溶入水中生成富含羟基自由基的活性氧溶液，根据水质需要活性氧溶液的TRO浓度控制在5～10mg/L之间，富含羟基自由基的活性氧溶液最后输出至水力空化液液混溶反应器48，溶入高级氧化饮用水制水工艺流程；其中，活性氧溶液注入比(注入比＝注入活性氧溶液流量/水力空化液液混溶反应器输出流量)控制在10％～20％；其中，为了强化高级氧化反应过程，水力空化液液混溶反应器48入口压力应控制在0.30～0.80MPa之间，出口压力应控制在0.03～0.09MPa之间，水力空化液液混溶反应器48入口与出口压力差越大，水力空化效果越好，高级氧化饮用水处理效果越好。
为了满足高级氧化饮用水制水工艺三种工作方式的要求，高级氧化技术介入单元设置了三条入水管路，分别通过流量控制阀10、11和12连自絮凝器19入口流量控制阀7前、沉淀过滤器21入口流量控制阀8前和消毒水箱22入口流量控制阀9前；根据不同水源水处理工艺需要，开启其中一条管路，引入全部水流进入增压泵47，经增压泵47增压后输入到水力空化液液混溶反应器48，在水力空化液液混溶反应器48内与来自活性氧溶液制备装置46的活性氧溶液混溶并激发高级氧化反应，开启饮用水高级氧化处理工艺过程，此时应控制输出水中的TRO 浓度在0.5～1mg/L之间；高级氧化技术介入单元设置了三条出水管路，分别通过流量控制阀51、52和13、14、15连至絮凝器入口流量控制阀7后、沉淀过滤器入口流量控制阀8后和消毒水箱入口流量控制阀9后；高级氧化技术介入单元入水如果引自絮凝器19入口流量控制阀7前，高级氧化技术介入单元出水则回送至絮凝器19入口流量控制阀7后，高级氧化技术介入单元入水如果引自沉淀过滤器 21入口流量控制阀8前，高级氧化技术介入单元出水则回送至沉淀过滤器21入口流量控制阀8后，高级氧化技术介入单元入水如果引自消毒水箱22入口流量控制阀9前，高级氧化技术介入单元出水则回送至消毒水箱22入口流量控制阀9后。
产生高浓度羟基自由基是高级氧化饮用水制水工艺的关键。本发明所述高级氧化饮用水制水工艺采用两种方法强化羟基自由基的产生，一是在活性氧溶液制备装置46内首先利用大气压强电场放电制备高浓度气态活性氧，气态活性氧浓度不低于100g/m3，再协同气液水力空化技术制备富含羟基自由基的高浓度活性氧溶液，活性氧溶液TRO浓度控制在5～10mg/L之间；二是将高浓度活性氧溶液注入到水力空化液液混溶反应器48中，在饮用水处理过程中利用液液水力空化效应形成的高温(1000～5000K)、高压(1～5×109Pa)及巨大的冲击波环境强化羟基自由基的产生。
高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统设置了活性氧浓度检测仪49检测气态活性氧浓度，设置了TRO浓度检测仪50检测水中氧化剂浓度，设置了氯检测仪 25检测消毒水箱22中的余氯浓度。
高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统多个装置设置了多个排污阀，用于在更换不同水源水试验时清洗装置和管路，保证试验数据的准确性。其中，排污控制阀39用于预氧化塔16排出清洗水；排污控制阀40、41用于絮凝器19排出清洗水；排污控制阀42、43用于消毒水箱22排出清洗水；消毒水箱清洗阀45即用于沉淀过滤器21排出清洗水，又用于反冲洗消毒水箱22；排污控制阀59用于高级氧化技术介入单元排出清洗水；排污控制阀60用于TRO浓度检测水样排放。
高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统各装置、部件之间的管路连接均采用食品级PVC管材。
高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统针对不同水质状况的工作程序为：①启动预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒单元，检测絮凝剂投加剂量、氯消毒剂投加剂量、臭氧投加量(启动预氧化工艺时)、水源水和出厂水水质指标、系统电耗，获取预氧化—絮凝—沉淀过滤—消毒模式下的优化工艺参数；②在工艺优化的絮凝—沉淀过滤—消毒模式基础上，启动高级氧化技术介入单元，开启高级氧化饮用水制水工艺模式，在水源水高级氧化技术介入方式下，检测各检测点的气态活性氧浓度、水中TRO浓度、出厂水水质指标、系统电耗，获取水源水高级氧化技术介入方式下的优化工艺参数；③在工艺优化的絮凝—沉淀过滤—消毒模式基础上，启动高级氧化技术介入单元，开启高级氧化饮用水制水工艺模式，在絮凝水高级氧化技术介入方式下，检测各检测点的气态活性氧浓度、水中TRO浓度、出厂水水质指标、系统电耗，获取絮凝水高级氧化技术介入方式下的优化工艺参数；④在工艺优化的絮凝—沉淀过滤—消毒模式基础上，启动高级氧化技术介入单元，开启高级氧化饮用水制水工艺模式，在沉淀过滤水高级氧化技术介入方式下，检测各检测点的气态活性氧浓度、水中TRO浓度、出厂水水质指标、系统电耗，获取沉淀过滤水高级氧化技术介入方式下的优化工艺参数；⑤针对上述四种方式，综合比较出厂水水质指标、系统电耗和工艺稳定性，获取最优化的高级氧化饮用水制水工艺方式，确保出厂水水质达到国家《生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)》和《饮用净水水质标准(CJ94-2005)》。
本发明基于高级氧化处理微污染物的技术优势，考虑到高级氧化饮用水制水工艺及技术应用构想，将高浓度活性氧协同水力空化高级氧化技术与常规饮用水制水工艺相结合，发明一种饮用水日供水量为100吨至250吨的高级氧化饮用水制水工艺优化验证系统，利用该系统即可以获得针对不同水源水质(如高藻、藻毒素、致嗅物质、色素、抗生素及有机污染物等)的常规饮用水制水工艺处理能力与效果，又可以实现针对不同水源水质的高级氧化饮用水制水工艺与技术优化，确定最适宜的高级氧化技术接合点与高级氧化溶液的投加量，确定最适宜的高级氧化饮用水制水工艺参数，为高级氧化饮用水制水技术的实际应用提供技术示范与工艺优化。