二氧化氯預(yù)氧化-強(qiáng)化混凝控制飲用水三鹵甲烷生成勢(shì)的研究.pdf

1、目前，由于地表水水源污染日益嚴(yán)重，常規(guī)水處理工藝的局限性和不斷提高的水質(zhì)要求，開(kāi)發(fā)高效，健康的飲用水處理工藝，已經(jīng)變得刻不容緩。目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)水廠沿用的還是常規(guī)處理技術(shù)，研究表明，以澄清過(guò)濾為主的常規(guī)水處理雖然主要功能是除濁，但是也有相當(dāng)?shù)娜コ袡C(jī)污染物的能力。綜合考慮我國(guó)目前的基本情況，對(duì)現(xiàn)有的常規(guī)處理工藝進(jìn)行完善和提高是解決水源水微污染的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。
　　 水中天然有機(jī)物是水環(huán)境界關(guān)注的一類(lèi)污染物。它的存在不僅影

2、響水的色度，嗅和味等感官性水質(zhì)指標(biāo)，而且是三鹵甲烷(THMs)等氯消毒副產(chǎn)物的主要前體物。因此，通過(guò)預(yù)氧化處理等方法有效去除這類(lèi)有機(jī)物是當(dāng)今給水處理的重要研究課題之一。本文運(yùn)用先進(jìn)儀器檢測(cè)和化學(xué)分析手段，進(jìn)行了天然有機(jī)物的二氧化氯預(yù)氧化特性研究，同時(shí)探討了二氧化氯預(yù)氧化對(duì)混凝工藝的影響。
　　 強(qiáng)化混凝是指在常規(guī)處理工藝流程中的混凝處理時(shí)投加過(guò)量的混凝劑，新型混凝劑，助凝劑或者是其它的藥劑并控制一定的pH值，通過(guò)加強(qiáng)混凝與絮凝作

3、用，從而提高常規(guī)處理中有機(jī)物的去除效果，最大限度地去除消毒副產(chǎn)物的前體物，保證飲用水消毒副產(chǎn)物符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的方法，以有效提高微污染水的出水水質(zhì)。常規(guī)混凝以除濁為目的，而強(qiáng)化混凝在除濁的同時(shí)強(qiáng)調(diào)對(duì)有機(jī)物的去除，以增加有機(jī)物的去除率來(lái)控制最佳絮凝條件。影響強(qiáng)化混凝的因素有混凝劑種類(lèi)，投加量，pH值，混合效果，原水水質(zhì)，混凝劑和助凝劑的投加順序等。
　　 通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)得出，二氧化氯與水樣的最佳反應(yīng)條件為密閉避光。二氧化氯的衰減速率較

4、好地遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力方程。二氧化氯的消耗主要發(fā)生于和水樣接觸的初期，二氧化氯在反應(yīng)前30 min內(nèi)衰減速度比較快，基本反應(yīng)完全，30 min后衰減速度減慢，二氧化氯的殘余量基本穩(wěn)定。因此，本研究預(yù)氧化時(shí)間采用30 min。
　　 為了減少飲用水中三鹵甲烷(THMs)的生成，采用二氧化氯預(yù)氧化取代傳統(tǒng)的預(yù)氯化。試驗(yàn)所采用的二氧化氯為自制的高純度二氧化氯，在避光/封口的條件下，分別投加不同量的二氧化氯與原水反應(yīng)30 min，THMF

5、P總量的減少量為18.35～34.37％，并且濁度和色度都有明顯去除。通過(guò)紫外光譜掃描和TOC的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)二氧化氯不能夠直接礦化有機(jī)物，僅是改變有機(jī)物化學(xué)結(jié)構(gòu)或者把大分子物質(zhì)氧化為小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)較難與氯發(fā)生反應(yīng)而生成THMs，從而達(dá)到控制THMFP的目的。
　　 在避光/封口的條件下，投加2mg/L的二氧化氯與原水反應(yīng)30 min。通過(guò)超濾膜法分析不同分子量區(qū)間THMFP的變化，發(fā)現(xiàn)大部分小分子物質(zhì)被氯化生成THMs，經(jīng)二

6、氧化氯氧化后，發(fā)現(xiàn)不同分子量區(qū)間的THMFP均有所降低，且部分大分子物質(zhì)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，這些物質(zhì)較難與氯發(fā)生反應(yīng)生成THMs，說(shuō)明THMS的生成不僅與分子量有關(guān)還與分子結(jié)構(gòu)相關(guān)。另外，二氧化氯預(yù)氧化對(duì)色度和濁度都有比較明顯的去除效果。
　　 采用三氯化鐵(FeCl3)為混凝劑，殼聚糖(CTS)為助凝劑進(jìn)行給水混凝處理，添加CTS助凝后，THMFP、TOC、色度、UV254、濁度的去除均明顯提高。研究了CTS助凝對(duì)FeCl3絮體形

7、態(tài)和強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，在FeCl3投加量為33mg/L(以Fe計(jì))，CTS投加量為0.1mg/L，CTS助凝對(duì)絮體形態(tài)和強(qiáng)度有明顯影響，分形維數(shù)由單獨(dú)投加FeCl3時(shí)的1.1855增加到CTS助凝后的1.3028，絮體強(qiáng)度因子(SF)由50～60變?yōu)?0～70，CTS助凝后形成的絮體密實(shí)、易沉降，絮體強(qiáng)度大且不易破碎。
　　 二氧化氯預(yù)氧化.強(qiáng)化混凝聯(lián)合工藝可以有效的控制飲用水三鹵甲烷生成勢(shì)，且TOC、色度、UV254、濁度