典型南方水强化混凝有机物分处理研究.docVIP

典型南方水强化混凝有机物分级处理研究 刘海龙，夏忠欢，王东升，汤鸿霄，张金松 (1．中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京100085；2．山西大学环境与资源学院，太原030002；3．深圳自来水集团有限公司，深圳518031) 摘要：采用强化常规工艺，对有效去除水体有机物，降低DBP前驱物进行了系统研究．通过烧杯试验和现场试验(中试和生产性试验)对强化混凝和使用PAM作助凝剂进行了对比；着重利用吸附树脂DAx_8的选择性吸附作用，测定了原水、沉后水的有机物分离分级组成状况．发现强化混凝和助凝强化对亲水性致Uv254物质有较好地处理效果，去除率可达90％以上；现场条件下强化混凝对疏水碱性物和疏水酸性物有较好的处理能力，相应去除率分别为66％和35％；助凝强化对亲水性有机物效果较好，相应去除率为45％左右；但二者总体去除TOC效果相当． 关键词：强化混凝；PACl；PAM；有机物分级 中图分类号：x703．1 文献标识码：A文章编号：0250．3301(2006)05—0909．04 天然有机物(NOM)广泛存在水体中，在水处理的终端出水中也无法彻底去除．由于有机物的存在不仅造成色、嗅、味等方面严重影响水质，促进或复杂化水体中污染物的迁移；而且在水处理工艺中增大药剂的消耗，更重要的是在氯化消毒过程中生成的DBP(Dis—infection by—product)如THMs、HAAs等对人体健康产生危害．为了去除DBP，尽量降低水体中天然有机物、尤其是DBP前驱物是关键，通常把TOC的去除作为去除DBP前驱物的主要替代指标． 通过对混凝过程的研究发现，在适当的温度和pH值条件下，在一定范围内，随着混凝剂投量的增加，有机物的去除率随之提高(被称作强化混凝)，而出水浊度并不至变差．强化混凝不仅技术上可行，而且经济上也是可行的，相较那些复杂而且昂贵的设备改造、工艺改进方案，强化混凝被认为是处理DBP前驱物的最佳可行性技术(bestavailable technology，BAT)．但是，强化混凝也存在着一系列相应问题，如由于投药量的加大和pH值的调整，导致污泥产量加大、后续处理压力增大，出水余铝、余铁含量增多等．为解决此类问题并提高处理效果，对原水进行优化混凝以及有机高分子助凝强化处理是近年来广泛研究的方向． 本文对试验原水进行了强化混凝和助凝强化处理效果的对比；并对原水进行了有机物分级实验研究，使用吸附树脂可以把原水分为疏水性碱、疏水性酸、中性物和亲水性物质4类；并且结合现有条件和处理工艺情况，进行强化混凝和有机高分子助凝处理后有机物变化情况的研究．实验水体是典型的中国南方水质，水源均为水库原水，由江河水补给；各水库水源均主要来自远距离输送的原水，年使用量占全年总水量的90％以上．原水水质基本属于地表水Ⅱ级，但是有些指标有时低于地表水Ⅱ级标准．水质基本特征为“低浊度、高藻类、微污染”，而且水质随季节、气候有较大波动．现有水厂均采用“混凝、沉淀、过滤、消毒”的常规净水工艺流程；混凝剂一般选用聚合氯化铝(自产)． 1材料与方法 1．1材料和水样 吸附树脂：DAx一8；玻璃层析柱：内径∮2．5cm、长50cm；索式提取装置；紫外．可见分光光度计；浊度仪；高灵敏度的TOC分析仪；六联搅拌仪：深圳中润公司． NaOH，HCl使用优级纯． 样品准备：试验原水是2003—11取水厂入厂原水，取测温度、pH值、浊度、碱度、TOC等指标；取部分原水，分离分级原水加压过0．45um膜，膜材料可为玻璃纤维或银质的，必要时也可以采用特殊处理后的普通纤维滤膜． 1．2试验方法和流程 混凝条件：自来水厂实际混凝剂投量1．0～1．5mg／L；通过烧杯试验确定强化混凝条件、助凝强化条件．烧杯实验条件：烧杯试验采用六联搅拌仪，分别取原水1L注入到方形烧杯中，在加药管中分别加入0．5、1．0、2．0、3．0、4．0、5．0mL常用碱铝；助凝剂强化试验中PAM投加量为0．1mg／L、投入点为快搅1min后；搅拌条件：250r／min 2min、40r／min15min、静置20min后取样口取样． 对原水的有机物进行分析，测定浊度、TOC、UV254等指标；利用吸附树脂进行有机物分级，有机物分级流程见文献．方法简述如下：水样经0．45um膜过滤后，以200mL／h流速通过预处理后的装有80mL DAx一8树脂的层析柱，疏水性碱性有机物(Hob)和疏水性中性有机物(Hon)；流出液用优级纯HCl调整到pH2．0后，通过另1个装有60mLDAX．8树脂的层析柱，疏水性酸性有机物(Hoa)被吸附，流出液为亲水性有机物(Hi)．试验中各部分水样的体积和TOC、uV254都经过检测，经过平衡计算各级分有机物的含量．试验证明，此方法的回收率在90％～110％之间．