强化混凝过滤微污染水的试验研究

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提高饮用水水质的核心问题是去除水中的微量有害有机物、减少消毒副产物的产生。而水污染日趋严重,在当前条件下对已污染的原水在短期内得到有效的控制和治理,进而恢复是不现实的。因此,强化常规的给水处理工艺以适应不断变化的原水水质,最大限度地发挥现有工艺的效能,保证良好的饮用水水质,成为适合我国国情的微污染水源水处理技术的一个主要技术选择方案和重要发展方向。 腐殖酸广泛存在于天然水体中,是天然有机物的主要组成部分,也是产生消毒副产物的主要前体物,因此,去除腐殖酸有重要意义。试验表明,Al<,2>(SO<,4>)<,3>和FeCl<,3>混凝剂对腐殖酸均具有较好的混凝效果,但FeCl<,3>混凝效果优于A12(S04)3。采用二次投加:PAM强化混凝,可显著提高腐殖酸混凝效果。 单独采用Al<,2>(SO<,4>)<,3>、FeCl<,3>和PAM混凝水库水试验表明,COD<,Mn>和UV<,254>的去除效率均不高,其中,PAM最差,Al<,2>(SO<,4>)<,3>次之,FeCl<,3>较好。采用FeCl<,3>+PAM复合强化混凝工艺,可显著提高污染物的去除效率,且混凝剂量、水温和pH值对混凝有明显的影响,其最佳值为3.0mg/L FeCl<,3>+1.0mg/L PAM、水温25~35℃、pH值5.5~7.5。原水经强化混凝后,COD<,Mn>、TOC、UV<,254>和NH<,3>-N的去除率分别在77~87﹪、61~74﹪、58~72﹪、53~64﹪和35~51﹪之间,并提出了无机、有机混凝剂的协同混凝作用机理。 天然沸石是一种具有稳定架状骨架,存在大量孔穴和孔道,具有大比表面积的铝硅酸盐矿物。对水中COD<,Mn>、UV<,254>和NH<,3>-N的吸附受pH值的影响较大,最佳pH值为6~7;吸附容量随着沸石投加量的增加而减小,随进水浓度增加而迅速提高,而水温在10~40℃范围内对吸附容量的影响甚微。经过焙烧,可脱除沸石孔穴和孔道内的水份和杂质,疏通孔穴和孔道,激活其表面的阳离子,大大提高沸石的吸附容量;再经HCl或NaOH或NaCl溶液浸泡,使沸石中阳离子变成单一的某种需要的阳离子,可进一步提高沸石的吸附容量,特别是对NH<,3>-N的吸附能力,可提高1倍左右。经试验比较确定,沸石的最佳活化方法为700℃焙烧2.5h,再用5﹪NaCl溶液浸泡3h。 活化沸石强化过滤试验表明,运行滤速宜小于6m/h,滤料设计高度应在80cm以上。使用后的沸石,孔穴和孔道内会积累越来越多的污染物,吸附容量逐渐减小,过滤效果下降,因此,需要再生恢复其吸附效能。试验表明,NaOH溶液浸泡3h再生效果最佳,这是由于在碱性条件下,更有利于被吸附的NH<,4><+>转化为NH<,3>分子去除;且OH<->可以破坏某些被吸附有机物的吸附平衡,使其脱除,从而达到更好的再生效果。强化混凝+活化沸石强化过滤组合工艺处理济南鹊山水库水试验表明,原水的浊度为2.1~3.6度、COD<,Mn>为3.5~5.8mg/L、FOC为2.1~2.9mg/L、UV<,254>为0.058~0.082cm<-1>、NH<,3>-N为0.45~0.61mg/L,处理效率分别在82~97﹪、71~82﹪、66~78﹪、51~74﹪和69~82﹪之间,为微污染水源水处理工艺的选择提供了参考。
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