摘要：對采用微絮凝-膜過(guo)濾新工(gong)藝(yi)處理微污(wu)(wu)染(ran)地表(biao)水(shui)(shui)，特別(bie)是對水(shui)(shui)中有機污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)去處效果進行了試驗研究。試驗結(jie)果表(biao)明(ming)在投加粉末(mo)濾料的(de)情況下(xia)，該工(gong)藝(yi)對微污(wu)(wu)染(ran)原水(shui)(shui)中有機物(wu)的(de)去除(chu)效果顯著。對野外水(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)及(ji)被污(wu)(wu)染(ran)的(de)江河(he)湖塘水(shui)(shui)的(de)處理效果可保(bao)持長(chang)期的(de)穩定(ding)性。

關鍵詞：水處理 有(you)機(ji)物去除 微(wei)絮凝 膜過濾 微(wei)污染水

1、 概述

以加藥混凝-沉淀-過濾-消毒為主的(de)傳統工(gong)藝，主要以去除濁度（懸(xuan)浮物、膠(jiao)體等）和(he)殺滅病原微生物為目的(de)，目前已很(hen)難適(shi)應受有機物污染的(de)水(shui)源水(shui)處理，存在出水(shui)濁度和(he)有機物濃度超標(biao)等問(wen)題(ti)。

膜組合工藝指膜分離技術與其(qi)它水處理(li)(li)單元的有機組合，因(yin)可以利用(yong)各個(ge)單元工藝的特點、優勢及(ji)各個(ge)單元工藝之間的協同作(zuo)用(yong)，取得(de)滿意的處理(li)(li)效果(guo)，而(er)備受研究(jiu)(jiu)者矚目，其(qi)研究(jiu)(jiu)和(he)應用(yong)方興未艾。

膜(mo)分離(li)與絮凝(ning)沉淀處理相結(jie)合的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)稱為(wei)膜(mo)混凝(ning)反應器（MCR），如果在此基礎上進(jin)一步投(tou)加粉末活性炭(tan)（PAC），可形(xing)成(cheng)PAC-MCR組合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。該工(gong)(gong)藝(yi)(yi)集加藥絮凝(ning)沉淀、活性炭(tan)物(wu)理吸附和膜(mo)的高效分離(li)作用(yong)為(wei)一體，可提高對微污染(ran)水中(zhong)污染(ran)物(wu)的去除效果，保(bao)證出水水質的優良和穩定。

考慮到當前野外地表水的污(wu)染(ran)最主要、最普遍(bian)的是有機物(wu)污(wu)染(ran)，因此在整個(ge)試(shi)驗階段把對(dui)有機物(wu)的去(qu)除(chu)作為重點來研(yan)究。

2、試驗裝置與方法

2.1 試驗裝置

本(ben)實驗(yan)所采(cai)用的工藝(yi)流程如圖1所示。

膜(mo)(mo)組(zu)件內置一中空纖維微濾膜(mo)(mo)，材質為(wei)聚偏氟乙烯，孔(kong)徑為(wei)0.22μm，膜(mo)(mo)有效面積為(wei)0.5m2。

原水(shui)(shui)(shui)(shui)經水(shui)(shui)(shui)(shui)泵提升(sheng)進(jin)入反(fan)應(ying)器(qi)(qi)，與此同時(shi)將絮(xu)凝(ning)劑加入反(fan)應(ying)器(qi)(qi)中(zhong)，同時(shi)在膜組件中(zhong)加入粉(fen)末活性炭。反(fan)應(ying)器(qi)(qi)到達高水(shui)(shui)(shui)(shui)位時(shi)停止進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)，絮(xu)凝(ning)10min，而后在抽(chou)吸泵作(zuo)用下膜組件開始(shi)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)。在反(fan)應(ying)器(qi)(qi)液位降至(zhi)最低水(shui)(shui)(shui)(shui)位時(shi)，進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵重新(xin)開始(shi)工作(zuo)，開始(shi)下一(yi)個周期。為減緩膜污染，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)方式(shi)采用出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)數分鐘、停水(shui)(shui)(shui)(shui)1～2分鐘、連續曝氣的方式(shi)。

2.2 分析項目、方法

所(suo)采用(yong)的水質分(fen)析方法及使(shi)用(yong)儀(yi)器見表1。

UV254可作為總有(you)(you)機(ji)碳(tan)（TOC）及(ji)總三氯甲烷生成(cheng)能（T-THMFP）的(de)(de)(de)代用參(can)數，并且還與水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)三致物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)（致癌、致畸、致突(tu)變）和形(xing)成(cheng)三鹵甲烷的(de)(de)(de)前驅物(wu)(wu)(wu)（THMs）有(you)(you)良好的(de)(de)(de)相關性，是(shi)(shi)考察(cha)水中(zhong)(zhong)小分子有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除情況的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)參(can)考指標。UV410主要(yao)反映水中(zhong)(zhong)具有(you)(you)較大(da)(da)共軛(e)體(ti)系的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)化合物(wu)(wu)(wu)，如水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)大(da)(da)分子腐殖酸等，他們(men)是(shi)(shi)地表水中(zhong)(zhong)主要(yao)的(de)(de)(de)成(cheng)色物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，是(shi)(shi)考察(cha)水中(zhong)(zhong)大(da)(da)分子有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除情況的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)參(can)考指標。通過分光光度計對UV254 、UV410的(de)(de)(de)觀測(ce)，可快速(su)了解(jie)水質(zhi)(zhi)處理情況。

2.3 原水水質參(can)數

原水取(qu)自(zi)天津某湖水,試驗(yan)期間主要水質(zhi)參數見表(biao)2。

3、 結果與討論

3.1 絮凝劑(ji)種類和投加量的確定

無機(ji)絮凝劑因無毒(du)或低毒(du)、價廉、原料易得而被廣(guang)泛(fan)應用(yong)。目前(qian)由(you)于鋁(lv)與人體(ti)健康的(de)關系存在許多不確定性，加上(shang)鐵(tie)鹽形成的(de)礬(fan)花大且(qie)沉降性能好，因此本(ben)實(shi)驗(yan)選用(yong)三(san)氯化鐵(tie)做絮凝劑。通過六聯攪拌實(shi)驗(yan)及濁度測量結果，得出本(ben)實(shi)驗(yan)處理原水所需的(de)最佳投(tou)藥量的(de)為(wei)15～30mg/L。

3.2 對濁度的去(qu)除

PAC-MCR由(you)于(yu)其(qi)膜截留作用，出水透明、無色無味，感官性狀良好(hao)。盡管進水波動較大，但出水平均(jun)濁(zhuo)度(du)為(wei)0.1NTU，對濁(zhuo)度(du)的(de)(de)平均(jun)去除率為(wei)99.03%，圖2為(wei)PAC-MCR進出水的(de)(de)濁(zhuo)度(du)變化。

3.3 對CODMn的去除

圖3反(fan)映(ying)了該工藝對(dui)天津某池塘水(shui)CODMn的去除(chu)效果，從該圖可以(yi)看出，進水(shui)CODMn在7.8 mg/l～13.08 mg/l之間波動，而出水(shui)CODMn基本上維持在4.0 mg/l左右，滿足國家《生活飲(yin)用水(shui)衛規(gui)范》（2001）要(yao)求(qiu)所規(gui)定CODMn≤５mg/l的要(yao)求(qiu)，CODMn去除(chu)率達到69.7％以(yi)上。

3.4 對(dui)UV254（TOC、THMS）的去除

檢測(ce)絮凝反(fan)應器(qi)中混合(he)液(ye)的(de)(de)(de)平均(jun)值為(wei)0.313 cm-1，膜組(zu)件(jian)中混合(he)液(ye)的(de)(de)(de)平均(jun)值為(wei)0.283 cm-1，原水(shui)(shui)(shui)和(he)出水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)UV254分別為(wei)0.247cm-1和(he)0.109cm-1，可見該工藝對UV254的(de)(de)(de)去除(chu)是非常有(you)效的(de)(de)(de)。從圖中還可以看出，由(you)于PAC對腐(fu)殖質(zhi)類物質(zhi)的(de)(de)(de)吸附作用(yong)，使運行初期系統對UV254就具(ju)有(you)較高的(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)，之后維持(chi)在一個很平穩(wen)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，在整個運行期間去除(chu)率(lv)為(wei)58.13%。

3.5 對UV410（色度）的(de)去除(chu)

圖5是原水、出(chu)水UV410的(de)變(bian)化(hua)情況。運行期間出(chu)水平均(jun)值及(ji)去除率分別(bie)為(wei)0.003cm-1和83.81%。說明PAC-PCR對水中的(de)大分子有機物質，尤其是形成(cheng)色度(du)的(de)有機物質，有很好的(de)去除作用。

3.6 PAC投加頻率與去除效果的關系

圖(tu)6表明了兩種投(tou)炭頻率對處理(li)效(xiao)果的(de)影響(xiang)。第(di)一(yi)種為(wei)6個周期的(de)投(tou)炭總量(liang)在第(di)一(yi)周開(kai)始(shi)時按(an)30mg/L一(yi)次性投(tou)入(ru)(ru)，第(di)二種為(wei)6個周期的(de)同(tong)樣的(de)投(tou)炭總量(liang)分(fen)兩次（即分(fen)別在第(di)一(yi)、第(di)四周期開(kai)始(shi)時按(an)30mg/L）投(tou)加，ΔCODMn表示某周期出(chu)水CODMn相對于(yu)原水CODMn的(de)去除(chu)量(liang)。ΔCODMn越大，表明CODMn去除(chu)效(xiao)果越好。從圖(tu)6可知，當(dang)六個周期的(de)PAC一(yi)次性投(tou)入(ru)(ru)反(fan)應器后，由于(yu)絮凝(ning)體(ti)對它的(de)吸(xi)附包(bao)裹等作用，PAC吸(xi)附能(neng)力下降很快，表現(xian)為(wei)ΔCODMn很快減小。而同(tong)樣的(de)投(tou)炭量(liang)分(fen)兩次投(tou)加則效(xiao)果明顯好得多(duo)。

4、結論

（1） 該(gai)工藝(yi)對水質(zhi)感觀性狀指標有顯著的改善。

（2） 該工藝對于(yu)有機物有良好的(de)去除(chu)效果。對CODMn、UV254、UV410的(de)去除(chu)率分別為68.78%、56.13%和(he)83.81%，而且運行穩(wen)定，無明顯(xian)波動。

（3）加快PAC的投加頻率，將能取得更佳的出水水質。
 
 

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