给水处理工艺中有机物选择性去除研究_黄海真

随着城市化进程的加快，近年来广州珠江沿岸接纳的城市污水日趋增加，导致珠江广州段的氨氮和有机物污染严重，远远达不到我国生活饮用水水源水质标准。而水厂传统的净水工艺其主要功能是去浊和杀菌，对原水中溶解性有机污染物和氨氮的去除能力十分有限。因此，传统的常规处理工艺对有机污染物的去除不足，必需采用饮用水的预处理技术和深度处理技术。资料表明[1]，有机物去除效果是不同分子质量（Molecularweight，MW）区间的有机物被去除情况的综合反映，而水处理工艺对有机物的去除效果与水中有机物种类和分子量的分布密切相关，因此有必要开展针对水源水中有机物特性及其去除规律的研究。针对珠江广州段原水高有机物、高氨氮污染的特点，本试验拟采用“生物预处理＋预臭氧＋常规处理＋后臭氧＋BAC”工艺，研究有机物去除规律与机理。研究过程中，以现场中试试验数据为依据，考察不同工艺段处理后有机物相对分子质量的变化，研究各工艺段对不同分子量有机物的去除效果、规律和去除机理。1试验装置及方法1.1中试工艺流程针对珠江源水高有机物、高氨氮污染的特点，中试实验设计工艺流程为“预臭氧（取消预加氯）＋常规处理＋后臭氧＋BAC”，工艺流程如图1所示。1.2中试工艺主要设备及其参数BAF：采用Φ2～5mm陶粒滤料，滤速为7m·h-1，空床接触时间为20min；预O3接触塔：有效容积2.3m3，接触时间为9min；反应器：有效容积3.2m3，HRT为14.8min；斜管沉淀器：表面负荷5.1m3·m-2·h-1；砂滤器：滤速7m·h-1；主臭氧接触塔：有效容积2.3m3，接触时间为10min；炭滤器：滤速为7.4m·h-1，空床接触时间14min。中试处理规模为12.0m3·h-1，投加液态硫酸铝剂量为28mL·min-1，预臭氧投加量为1.0mg·L-1，主臭氧投加量为1.5mg·L-1。1.3有机物分析检测方法中试试验采用膜过滤方法，分别用截留分子质量为1k、3k、10k和30k4种规格的滤膜对水样进行压滤分离，采用平行法用日本岛津TOC5000总有机给水处理工艺中有机物选择性去除研究黄海真1，王娜2，陆少鸣3（1.黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003；2.郑州市自来水总公司，河南郑州450007；3.华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州510640）摘要：以中试试验为基础，对珠江微污染水深度处理工艺各工艺段出水进行了有机物含量及分子质量分布的测定。结果表明，各工艺段对有机物去除有选择性规律，生物预处理和臭氧化将大分子有机物转化为小分子有机物，生物预处理有效去除分子质量＞30k和10k～3k有机物，而分子质量介于30k～10k和3k～1k有机物大幅度升高，总体去除率不高；给水常规工艺基本能将分子质量10k以上有机物去除，但对小分子有机物基本没有去除效果；臭氧氧化对分子质量介于3k～1k有机物去除明显，BAC能将分子质量小于1k的有机物有效去除。关键词：深度处理；有机物；分子量分布中图分类号：TU991.2文献标识码：A文章编号：1000-3770(2009)09-091-03收稿日期：2008-11-03基金项目：广州市自来水公司“广州市微污染水深度处理的研究”科技攻关计划项目作者简介：黄海真（1978－），男，工程师，硕士，研究方向为水污染控制与给水净化；联系电话：13783521307；E-mail：haizhenh@126.com图1中试工艺流程Fig.1Flowchartofpilotplanttechniques�����������������������������������������第35卷第9期2009年9月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.35No.9Sep.,200991DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2009.09.029碳分析仪测定滤液TOC（实际为DOC）值，用差减法求DOC。通过计算得出各区间滤液TOC值，确定溶液中有机物的分子质量区间（离散）分布。2结果与讨论相对分子质量分级试验于2006年夏季丰水期进行，于各工艺段出水进行取样分析，分别取两组平行样，结果取平均值。2.1有机物去除效果有机物的去除效果与溶解性有机物结构性质和分子质量以及无机成份密切相关，在此对有机物相对分子质量进行研究。中试系统DOC含量变化情况及各阶段有机物去除率变化见图2。从图2可以看出，各工艺流程段对DOC均有一定的去除效果，其中混凝沉淀（DOC去除率23.6%）和炭滤（DOC去除率39.3%）的降幅最大，表明该试验期间原水中有机物的去除主要依靠常规工艺和活性炭滤池。砂滤工艺对溶解性有机物也有很好的去除效果，出水DOC去除率相对沉淀池出水为17.5%。究其原因一方面在于粒状滤料的机械截留作用