有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)是一类典型的持久性有机污染物,具有长期残留性、生物蓄积性、高生态毒性等,其污染遍及全球的大气、土壤、水体及生物体,我国几大水系遭受其污染严重,居民生活饮用水潜在着危害,当前我国已经进入了环境污染突发事件的高发期,有效防止OCPs污染突发事故的形势十分严重。为此,展开生活饮用水中OCPs的污染控制及治理是十分有必要的,同时,应对OCPs突发事件提供预案,这对保障广大人民群众的饮水安全具有十分重要的意义。目前,物理吸附、化学氧化与还原、生物降解与辐射等方法被认为是处理OCPs的主要手段,但这些处理技术只适合小范围和少量有机污染物的处理,而OCPs多为疏水性化合物,易转移至沉积物中或吸附于有机及无机固相物质的表面,因而可以考虑用混凝和过滤的方法将其从水中分离除去。本文在课题组前期研究成果的基础上,以聚二甲基二烯丙基氯化铵(HCA)、阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)为絮凝剂,以改性凹凸棒土及粉末活性炭为助凝剂,采用强化混凝的方法,探讨了不同条件下OCPs的去除效果和机理,并针对滤料种类、床深和滤速对过滤去除OCPs的影响进行了分析,初步研究了强化混凝-过滤优化集成工艺去除OCPs的增强及互补作用,实现最大限度地去除原水中OCPs。本文主要工作和研究成果归纳如下:(1)以投药量、原水浊度、pH、慢搅拌时间为变量设计了HCA强化混凝试验,考察它们对浊度和OCPs去除的影响机理。结果表明:其他条件一定时,HCA最佳投药量为0.1mg/L;HCA混凝对滴滴涕(DDTs)的去除作用强于六六六(HCHs),且较高的原水浊度有利于OCPs的混凝去除,吸附共沉淀应是其去除的主要机理;pH值为7.5的弱碱性水环境下,更有利于OCPs的去除;慢速搅拌时间过长或过短都不利于HCA混凝对OCPs和余浊的去除,最佳慢搅时间为20min;HCA“吸附架桥”去除OCPs的最佳絮凝条件是在絮凝阶段胶体颗粒的最大碰撞机率处,并不是凝聚阶段电中和的等电点处。(2)通过HPAM的强化混凝试验,考察了投药量、原水浊度、pH、慢速搅拌时间对浊度和OCPs去除的影响,结果表明:其他条件一定时,HPAM最佳投药量范围为0.05~0.1mg/L;浊度去除率与OCPs去除率之间显著性相关(p<0.05),其中DDTs的相关系数大于HCHs,且浊度越大越有利于OCPs的混凝去除;水体显弱酸与弱碱性有利于OCPs的去除,其中pH为5~6时去除效果略好;混凝的最佳慢速搅拌时间为20min;吸附共沉淀是HPAM去除OCPs的主要作用机理。(3)以粉末活性炭和改性凹凸棒土为助凝剂复配HCA、HPAM,并结合课题组前期研究成果,针对絮凝剂种类对OCPs的混凝效果做简要分析。结果表明:以粉末活性炭复配去除OCPs效果不明显,以改性凹凸棒土复配可有效提高OCPs的去除率并且节约水处理成本,凹凸棒土比活性炭更适合作为助凝剂在强化混凝中去除OCPs;最佳投药量下,HCA混凝去除OCPs效果与聚硅硫酸铝(PASS)相当,HPAM与聚合硫酸铁(PFS)效果其次,聚合氯化铝(PAC)效果最差。(4)从滤料种类、床深及滤速对过滤去除OCPs的影响入手,对均质滤料(石英砂、锰砂、沸石、无烟煤、陶粒)过滤去除微污染水中OCPs的机理进行了初步研究。结果表明:床深对五种滤料过滤去除OCPs和浊度的影响机理表现各不相同,选择最佳床深为80cm;滤速增大不利于OCPs和浊度的去除;五种滤料对OCPs去除效果表现为:无烟煤>陶粒>(沸石)>锰砂>石英砂,与其表面润湿油性顺序相一致,与其表面自由能极性成分大小变化相反;滤料对OCPs的去除受过滤机理以及滤料本身的吸附性能共同作用,∑DDT的去除效果优于∑HCH。(5)在强化混凝和过滤分别优化的基础上,将最佳操作条件下的两个处理单元组合成优化集成工艺,考察其对OCPs的去除作用。结果表明:强化混凝与过滤联用对OCPs各异构同系物具有很好的去除效果,∑HCH和∑DDT去除率分别为:76.76~98.02%、94.96~98.02%,浊度去除率为90.25~99.72%,其中无烟煤、陶粒对DDT同系物p,p’-DDE去除效果好;强化混凝与过滤优化集成联用消除OCPs效果与单独强化混凝、过滤相比,OCPs整体去除率分别提高:3~25%、10~15%左右;强化混凝—过滤优化集成工艺,能发挥其去除OCPs的增强及互补作用,最大限度地去除微污染水中OCPs,其串联工艺可以节约自来水厂基建投资成本,避免复杂且昂贵的工艺设备改造。