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水中各种有机污染物中天然有机物的含量最高,是引起水体色度的主要物质,而且被公认为是加氯消毒过程中生成消毒副产物的主要前体物质。去除水中天然有机物,可以在很大程度上提高饮用水水质,保障人体健康。本文以腐殖酸配制水样和微污染水库水为试验对象,研究了Al<3+>盐或Fe<3+>盐单独混凝、Al<3+>盐或Fe<3+>盐+阳离子型PAM强化混凝、Al<3+>盐或Fe<3+>盐+微砂+PAM的微砂强化混凝三种方式对有机物、浊度的去除效果。
腐殖酸配制水样pH=6.42~7.00,UV<,254>=0.289~0.310cm<-1>,DOC=7.360~7.885mg/L,COD<,Mn>=4.68~5.01mg/L。试验表明,Al<3+>盐或Fe<3+>盐单独混凝时,pH值对混凝效果的影响很大。Al<,2>(SO<,4>)<,3>的最佳pH值在5左右,FeCl<,3>的最佳pH值在3~5之间。增大混凝剂的投加量能很有效地提高腐殖酸的去除效果。
Al<3+>盐或Fe<3+>盐+PAM强化混凝使腐殖酸去除效果有了显著提高。与单独混凝相比,絮体形成快,尺度大且密实,沉降快。不改变原水pH值条件下,投加3mg/LAl<,2>(SO<,4>)<,3>+2mg/L PAM时,UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别达到79.6%和71.0%,与单独投加3mg/L Al<,2>(SO<,4>)<,3>相比,分别提高21.1%和19.1%;投加2mg/L FeCl<,3>+2mg/L PAM时,UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别达到66.6%和58.9%,与单独投加2mg/L FeCl<,3>相比,分别提高23.2%和20.4%。阳离子型PAM主要起吸附架桥和电性中和的作用。它还可以通过与带负电的溶解物进行物理化学反应,生成不溶性盐,对水中溶解物起到絮凝沉淀的作用。
Al<3+>盐或Fe<3+>盐+微砂+PAM的微砂强化混凝方式进一步提高了对腐殖酸的处理效果。投加微砂后,絮体更加密实,沉降更快。不改变原水pH值条件下,投加3mg/LAl<,2>(SO<,4>)<,3>+0.2g/L微砂+2mg/L PAM时,UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别达到86.0%和77.3%。2mg/L FeCl<,3>+0.3g/L微砂+2mg/L PAM时,UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别达到74.3%和68.7%。投加微砂后,Al<3+>盐或Fe<3+>盐和腐殖酸的絮凝体被吸附到带负电的微砂颗粒上,之后投加的PAM靠静电吸引作用及其他特性吸附作用与微砂颗粒发生絮凝作用,絮体通过沉淀得以去除。
当水库水水质pH=7.16~7.39,浊度=1.71~2.29NTU,UV<,254>=0.054~0.061cm<-1>,COD<,Mn>=4.42~4.55mg/L时,Al<3+>盐或Fe<3+>盐单独混凝,投加60mg/L Al<,2>(SO<,4>)<,3>,浊度、UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别为72.1%、35.0%和30.1%;投加60mg/L FeCl<.3>,浊度、UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别为64.5%、35.3%和31.2%。 Al<3+>盐或Fe<3+盐>+PAM强化混凝处理原水试验表明,投加60mg/LAl<,2>(SO<,4>)<,3>+0.6mg/LPAM时,浊度、UV<,254.和COD<,Mn>去除率分别达到70.3%、41.0%和39.7%;60mg/LFeCl<,3>+0.3mg/LPAM时,浊度、UV<,254>和COD<,Mn>去除率分别达到73.3%、42.2%和38.5%。
Al<3+>盐或Fe<3+>盐+微砂+PAM的微砂强化混凝处理原水试验表明,投加60mg/LAl<,2>(SO<,4>)<,3>+0.3g/L微砂+0.6mg/L PAM时,浊度、UV<,254>和COD<,Mn>的去除率分别达到80.6%、47.5%和45.2%;60mg/L FeCl<,3>+0.3g/L微砂+PAM0.3mg/L,时,浊度、UV<,254>和COD<,Mn>的去除率分别达到73.4%、48.1%和43.6%。
研究表明,微砂强化混凝技术表现出较高的水中有机污染物去除率,具有高效、经济、操作方便等优势,该技术为处理微污染水库水的工艺选择提供了参考。