聚合硫酸铁混凝消除水中有机氯的研究

中国环境科学2015,35(8)：2382~2392ChinaEnvironmentalScience聚合硫酸铁混凝消除水中有机氯的研究刘鹏宇,夏传,常青*,武福平,李晓春(兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070)摘要：采用聚合硫酸铁(PFS)絮凝剂对水中有机氯农药(OCPs)进行强化混凝处理,并运用响应曲面法(RSM)优化分析了影响OCPs去除率的混凝条件,如pH值、原水浊度、混凝剂投加量和OCPs的初始浓度诸因素.结果表明,各影响因素交互作用显著,最佳混凝条件组合为:pH=5.0、原水浊度=150NTU、PFS投加量为12mg/L、OCPs初始浓度为200ng/L,在此条件下,PFS絮凝剂可有效去除水中OCPs,经模型验证实验得到最佳条件下去除率α-HCH为82.23%、β-HCH为71.15%、γ-HCH为77.28%、δ-HCH为86.27%、p,p’-DDE为93.78%,与RSM预测值基本相同.结合絮体分形维数和Zeta电位对混凝效果的机理进行了探讨,表明各因素均达到了最佳水平.关键词：OCPs；强化混凝；PFS；响应面法；分形维数；Zeta电位中图分类号：X703.5文献标识码：A文章编号：1000-6923(2015)08-2382-11TheremovalofOCPsinwaterbycoagulationwithpolyferricsulfate.LIUPeng-yu,XIAChuan,CHANGQing*,WUFu-ping,LIXiao-chun(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China).ChinaEnvironmentalScience,2015,35(8)：2382~2392Abstract：Responsesurfacemethodology(RSM)wasemployedtooptimizethevariousfactorsaffectingtheremovaloforganicchlorinepesticides(OCPs)pollutantsinenhancedcoagulationprocesswithpolyferricsulfate(PFS)asthecoagulant,suchaspHvalue,turbidity,coagulantdosageandtheinitialconcentrationofOCPs.Theoptimizationresultsshowthattheinteractionsofthefactorsweresignificant,theoptimalconditionswere:pH5.0,theturbidityofrawwater150NTU,dosage12mg/LandinitialconcentrationofOCPs200ng/L.Undertheseconditions,theOCPsinwatercouldberemovedeffectively.Themodelvalidationexperimentshowsthattheremovalrateofα-HCHreached82.23%,β-HCH71.15%,γ-HCH77.28%,δ-HCH86.27%,p,p’-DDE93.78%,respectively.Combinedwithfractaldimensionandzetapotentialmeasures,theanalysisshowsallfactorsreachedtheoptimum.Keywords：organochlorinepesticides；enhancedcoagulation；polyferricsulfate；responsesurfacemethod；fractaldimension；Zetapotentials有机氯农药(OCPs)具有高效杀虫力,在20世纪蓬勃发展成为最主要的农药品种[1-2].作为典型的持久性有机污染物,具有高毒性、难降解性、生物富集性,可导致“三致效应”,能使人神经中毒,也能干扰人的内分泌系统[3].目前,OCPs的广泛使用导致全球大气、水体、土壤的普遍污染[4-7],水环境的污染对水质安全保障与健康风险控制提出了技术挑战.因此,寻求高效去除水中OCPs的技术方法对提高水质安全保障有着极其重要的意义.OCPs性质稳定,难以被化学降解和生物降解,加之在水环境中的浓度很低,所以用化学法和生化法不能有效将它们除去.但其辛醇-水分配系数高,一般为疏水性化合物,在水中溶解度低,极易转移至沉积物中或吸附于有机及无机固相物质的表面,因而可以考虑