強(qiáng)化混凝-過(guò)濾優(yōu)化集成消除微污染水中有機(jī)氯的研究.pdf

1、有機(jī)氯農(nóng)藥（Organochlorine pesticides，OCPs）是一類(lèi)典型的持久性有機(jī)污染物，具有長(zhǎng)期殘留性、生物蓄積性、高生態(tài)毒性等，其污染遍及全球的大氣、土壤、水體及生物體，我國(guó)幾大水系遭受其污染嚴(yán)重，居民生活飲用水潛在著危害，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了環(huán)境污染突發(fā)事件的高發(fā)期，有效防止OCPs污染突發(fā)事故的形勢(shì)十分嚴(yán)重。為此，展開(kāi)生活飲用水中OCPs的污染控制及治理是十分有必要的，同時(shí)，應(yīng)對(duì)OCPs突發(fā)事件提供預(yù)案，這對(duì)保障廣大

2、人民群眾的飲水安全具有十分重要的意義。目前，物理吸附、化學(xué)氧化與還原、生物降解與輻射等方法被認(rèn)為是處理OCPs的主要手段，但這些處理技術(shù)只適合小范圍和少量有機(jī)污染物的處理，而OCPs多為疏水性化合物，易轉(zhuǎn)移至沉積物中或吸附于有機(jī)及無(wú)機(jī)固相物質(zhì)的表面，因而可以考慮用混凝和過(guò)濾的方法將其從水中分離除去。本文在課題組前期研究成果的基礎(chǔ)上，以聚二甲基二烯丙基氯化銨（HCA）、陰離子型聚丙烯酰胺（HPAM）為絮凝劑，以改性凹凸棒土及粉末活性炭為助

3、凝劑，采用強(qiáng)化混凝的方法，探討了不同條件下OCPs的去除效果和機(jī)理，并針對(duì)濾料種類(lèi)、床深和濾速對(duì)過(guò)濾去除OCPs的影響進(jìn)行了分析，初步研究了強(qiáng)化混凝-過(guò)濾優(yōu)化集成工藝去除 OCPs的增強(qiáng)及互補(bǔ)作用，實(shí)現(xiàn)最大限度地去除原水中OCPs。本文主要工作和研究成果歸納如下：
　?。?）以投藥量、原水濁度、pH、慢攪拌時(shí)間為變量設(shè)計(jì)了HCA強(qiáng)化混凝試驗(yàn)，考察它們對(duì)濁度和OCPs去除的影響機(jī)理。結(jié)果表明：其他條件一定時(shí)，HCA最佳投藥量為0.1

4、mg/L；HCA混凝對(duì)滴滴涕（DDTs）的去除作用強(qiáng)于六六六（HCHs），且較高的原水濁度有利于OCPs的混凝去除，吸附共沉淀應(yīng)是其去除的主要機(jī)理；pH值為7.5的弱堿性水環(huán)境下，更有利于 OCPs的去除；慢速攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都不利于 HCA混凝對(duì)OCPs和余濁的去除，最佳慢攪時(shí)間為20min；HCA“吸附架橋”去除OCPs的最佳絮凝條件是在絮凝階段膠體顆粒的最大碰撞機(jī)率處，并不是凝聚階段電中和的等電點(diǎn)處。
　?。?）通過(guò)HPA

5、M的強(qiáng)化混凝試驗(yàn)，考察了投藥量、原水濁度、pH、慢速攪拌時(shí)間對(duì)濁度和OCPs去除的影響，結(jié)果表明：其他條件一定時(shí)，HPAM最佳投藥量范圍為0.05～0.1mg/L；濁度去除率與OCPs去除率之間顯著性相關(guān)（p<0.05），其中DDTs的相關(guān)系數(shù)大于HCHs，且濁度越大越有利于OCPs的混凝去除；水體顯弱酸與弱堿性有利于OCPs的去除，其中pH為5~6時(shí)去除效果略好；混凝的最佳慢速攪拌時(shí)間為20min；吸附共沉淀是HPAM去除OCPs的主

6、要作用機(jī)理。
　?。?）以粉末活性炭和改性凹凸棒土為助凝劑復(fù)配 HCA、HPAM，并結(jié)合課題組前期研究成果，針對(duì)絮凝劑種類(lèi)對(duì)OCPs的混凝效果做簡(jiǎn)要分析。結(jié)果表明：以粉末活性炭復(fù)配去除OCPs效果不明顯，以改性凹凸棒土復(fù)配可有效提高OCPs的去除率并且節(jié)約水處理成本，凹凸棒土比活性炭更適合作為助凝劑在強(qiáng)化混凝中去除 OCPs；最佳投藥量下，HCA混凝去除OCPs效果與聚硅硫酸鋁（PASS）相當(dāng)，HPAM與聚合硫酸鐵（PFS）效果其

7、次，聚合氯化鋁（PAC）效果最差。
　　（4）從濾料種類(lèi)、床深及濾速對(duì)過(guò)濾去除 OCPs的影響入手，對(duì)均質(zhì)濾料（石英砂、錳砂、沸石、無(wú)煙煤、陶粒）過(guò)濾去除微污染水中OCPs的機(jī)理進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：床深對(duì)五種濾料過(guò)濾去除OCPs和濁度的影響機(jī)理表現(xiàn)各不相同，選擇最佳床深為80cm；濾速增大不利于OCPs和濁度的去除；五種濾料對(duì)OCPs去除效果表現(xiàn)為：無(wú)煙煤>陶粒>（沸石）>錳砂>石英砂，與其表面潤(rùn)濕油性順序相一致，與其表面自

8、由能極性成分大小變化相反；濾料對(duì)OCPs的去除受過(guò)濾機(jī)理以及濾料本身的吸附性能共同作用，∑DDT的去除效果優(yōu)于∑HCH。
　?。?）在強(qiáng)化混凝和過(guò)濾分別優(yōu)化的基礎(chǔ)上，將最佳操作條件下的兩個(gè)處理單元組合成優(yōu)化集成工藝，考察其對(duì) OCPs的去除作用。結(jié)果表明：強(qiáng)化混凝與過(guò)濾聯(lián)用對(duì)OCPs各異構(gòu)同系物具有很好的去除效果，∑HCH和∑DDT去除率分別為：76.76～98.02％、94.96～98.02%，濁度去除率為90.25～99.72