强化混凝去除水源水中三卤甲烷前体物的研究

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·水处理技术与设备·城镇供水NO.4201419强化混凝去除水源水中三卤甲烷前体物的研究丁卫（东莞市东江水务有限公司，广东东莞523112）随着经济的快速发展，工业及生活污染物的排放逐年增加，许多地区的水源水已遭到不同程度的污染，其中有机物的污染尤为突出[1]。当水中存在大量有机物时，加氯消毒易形成消毒副产物（DBPs）如三卤甲烷(THMs)等“三致物质”，直接影响饮用者的身体健康[2]。强化混凝是通过增加混凝剂的投加量和调整pH值来提高常规处理工艺中对有机物的去除效果，最大限度去除消毒副产物的前体物（DBPFP），保证饮用水DBPs符合饮用水标准的方法。该方法技术要求不高，无需投入大量资金，对于条件有限的水厂也很适用。本试验针对南方某城市水源的实际水质情况，研究了强化混凝对浊度、有机物及三卤甲烷前体物的去除效果。1.试验方法1.1强化混凝试验本试验以南方某水厂原水为试验原水。混凝试验设备采用ZR4-6型六联混凝试验搅拌机，搅拌机烧杯容积为1L。试验用混凝剂为聚氯化铝，采用固体产品配置成1g/L溶液使用。本试验聚氯化铝投加量分别为1.2、1.5、1.8、2.1、2.4、2.7mg/L（以Al2O3计），混凝程序为：第一阶段500r/min搅拌2min，第二阶段50r/min搅拌13min，混凝完成后静置沉淀30min，取上清液进行水质分析及三卤甲烷生成势试验。1.2三卤甲烷生成势试验取原水经混凝沉淀试验后得到的上清液，加入并充满预先加入次氯酸钠溶液的棕色试剂瓶中。本试验加氯量为20mg/L（以有效氯计），将加氯后水样于25±2℃环境中避光培养72h[3]。培养后与培养前三卤甲烷含量的差值即为三卤甲烷生成势（THMFP）。1.3检测方法浊度采用哈希2100N型浊度仪测定；UV254采用瓦里安CARY50型分光光度计测定（水样预过0.45μm滤膜）；TOC采用岛津TOC-VCSH型TOC仪测定；三卤甲烷采用吹扫捕集-GCMS联用法测定。2.结果与讨论本试验分为两组试验，两组试验所用原水为不同时间所取的南方某水厂原水。试验1的原水浊度为175NTU，试验2的原水浊度为31.9NTU，两组试验原水水温均为27℃，pH值均为7.0。2.1强化混凝对浊度的去除效果混凝沉淀后的浊度是反应混凝效果的一个重要指标，浊度去除效果常常与有机物等去除效果呈正相关。本试验中两组试验的浊度去除效果如图1所示。图1强化混凝对浊度的去除效果试验1所用原水浊度为175NTU，为南方某水摘要：通过小试试验，研究了通过调整混凝剂聚氯化铝的投加量进行强化混凝，对两种不同水质的水源水中TOC、UV254及三卤甲烷前体物。结果表明，强化混凝能有效提高对TOC、UV254及三卤甲烷前体物去除效果，对TOC的去除率分别达到52.11%和41.25%，对UV254的去除率分别达到29.23%和63.33%，对三卤甲烷前体物的去除率分别达到50.62%和44.75%。关键词：强化混凝三卤甲烷前体物TOCUV254CITYANDTOWNWATERSUPPLY·水处理技术与设备·20城镇供水NO.42014厂较少遇到的高浊度原水。混凝剂聚氯化铝投加量对混凝沉淀后的浊度有显著影响，混凝沉淀后浊度随混凝剂投加量的增加呈现明显的下降趋势。聚氯化铝投加量为1.2、1.5、1.8mg/L，混凝沉淀后浊度高于3NTU，表明混凝剂投加量不足，会使滤池负荷过高，不能满足生产要求。继续加大聚氯化铝投加量可以进一步去除浊度以满足生产要求，且投加量越大沉淀后浊度越低。试验2所用原水浊度在南方某水厂常见浊度范围内，聚氯化铝投加量为常规值1.2mg/L时即能有效将浊度去除到生产所需浊度范围，继续加大混凝剂投加量可以进一步提高浊度去除效果，但混凝剂投加量过大时浊度会升高，原因是多余的混凝剂离子产生了“胶体保护”作用，该试验中混凝剂最佳投加量为2.1mg/L。2.2强化混凝对有机物的去除效果消毒副产物前体物一般为有机物，因此水中有机物含量与消毒产生的消毒副产物的量有一定相关性。已有研究表明：TOC与加氯消毒产生三卤甲烷的量存在较为显著的线性关系[4]，UV254可以反映消毒副产物的生成潜能[5]。本试验考察了强化混凝对原水中有机物的去除效果，主要考察指标为TOC和UV254，试验结果如图2和图3所示。由图2可以看出，混凝沉淀对TOC具有明显的去除效果，增加聚氯化铝投加量可促进TOC的去除效果。试验1原水浊度较高，聚氯化铝投加量为1.2mg/L时，TOC去除率为37.63%，因聚氯化铝投加量不足，浊度去除效果不佳，因此增加聚氯化铝投加量对TOC去除有明显的促进作用，当聚氯化铝投加量为2.4mg/L时，去除率达最大值52.11%。试验2原水浊度较低，聚氯化铝投加量为1.2