高錳酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用強化混凝去除水中土臭素-圖文

1、第四屆中國城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展國際研討會暨中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會2 0 0 9年年會 論文集高鈕酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用強化混凝去除水中土臭素木陳嬌1張巖1楊艷玲1周志偉1李星1李圭白2（1 .北京工業(yè)大學(xué)北京市水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程重點實驗室，北京1 0 0 12 4; 2 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱1 5 0 0 9 0 ）【摘要】實驗室配制含土臭素水樣，采用頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)機聯(lián)用測定 土臭素，考察高鈕酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用強化混凝去除土臭素效能，通過正交試驗分析確定高鈕酸鉀與粉末炭最佳投加位 置及投加量。結(jié)果表明，高鈕酸鉀與粉末炭強化聚鋁混凝最佳組合方式為：粉末炭 投量為3

2、0 m g/L ,投加點為聚合氯化鋁之前3 0 r a 1 n ,高銳酸鉀在聚合氯 化鋁之前2 r a i n投加，投加量為1 . 0mg/L。該方案對土臭素去除率迭9 5 . 4 1 %0并且濁度，UV 2 5 4 ,氨氮等也能得到一定的去除，去除率分另 q為87. 77 %、78. 41 % 和 21. 59%?！娟P(guān)鍵詞】土臭素；聚合氯化鋁；粉末活性炭；高鈕酸鉀；混凝近年來我國飲用水源嗅味污染問題發(fā)生頻繁 .刮，土臭素(Ge s m 1 n)是 水中嗅味物質(zhì)的主要成分，主要來源于水中藻類和放線菌的代謝產(chǎn)物引，通常產(chǎn)生土霉味，尤其是水中藍藻或水華大面積暴發(fā)時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的嗅味問題。Ge s

3、m i n在水中的嗅閾值很低，大約為1 O n g/L【4 J。因此，在水中即使含量 非常少，也能為人的感官察覺。2 0 0 7年我國頒布生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中， 明確規(guī)定了自來水水廠出水G 6smi n不得超過1 O n g/L p。常規(guī)水處理工藝對于水中的嗅味物質(zhì)去除能力較差口J ,而深度處理和增加預(yù) 處理雖然能有效的去除嗅昧物質(zhì)，但是其因投資成本及占地面積的增加很難在中小 水廠推廣【6】。高鈕酸鉀預(yù)氧化和粉末炭吸附作為目前水廠應(yīng)對嗅味污染常采用 的方法弓I,具有投資少、使用靈活的特點。本文在實驗室條件下模擬受污染水， 考察高鈕酸鉀與粉末炭聯(lián)用強化混凝對土臭素的去除效能，研究高鈕酸鉀與粉末炭

4、 的協(xié)同方式，針對土臭素季節(jié)突發(fā)性高濃度，初步確定高銳酸鉀和粉末炭最佳組合 工藝條件，為進一步研究奠定基礎(chǔ)。1 . 2混凝試驗采用六聯(lián)攪拌機進行混凝試驗。試驗條件為：以3 0 0 r/r a 1 n快速混合 2rnin,以60r/rain絮凝15m i n ,沉淀20m i n后取上精液檢 測濁度、氨氮、UV 2 5 4及土臭素。1 . 3 土臭素檢測：采用頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)機聯(lián)用(SPME ? GC/MS)測定水中Ge s m i n o試驗儀器為：色譜柱：HP5MsUI (30X0. 25 X0. 25);氣相色譜HP GC 6 8 9 ON;質(zhì)譜儀H P MS5 9 7 3;萃取手柄

5、S PME儀；5 7 3 4 8 U萃取頭(DVB/Carboxen/PDMS (美國SUP EL CO) ; HJ 3控溫磁力攪拌器采用內(nèi)標(biāo)法定量，內(nèi)標(biāo)物為氯代辛烷。在專用的15ml樣品瓶中加入4 m 1 模擬水樣，氯代辛烷，NaC I和磁力攪拌子，固定磁力攪拌子的轉(zhuǎn)速及水溫，進 行萃取，萃取溫度6 5 C,萃取時間為4 0 m 1 n 0然后在G c MS進樣口熱解 析3 m i n對目標(biāo)化合物進行定性和定量分析。2結(jié)果與討論2 . 11試驗材料與方法1 . 1試驗水樣在自來水中按一定比例硅藻土儲備液及生活污水，主要水質(zhì)參數(shù)為：土臭素為 3 545 ng/L; P H 值為 7 . 6 8

6、. 0 ;濁度為 2 . 6 3. 7N. r U;氨氮為 0 . 25 0. 35 rag/L; UV254 為 0. 0 1 O. 0 2c m . 1 ;水溫在2 0 C左右。聚合氯化鋁混凝對濁度和土臭素的去除效果圖1考察了不同投量下聚合氯化鋁 混凝對濁度和土臭素的去除效果，其中原水的濁度值為3. 2 6 (NUT) , 土臭素濃度為 19. 9 6 1 n g/Lo可以看出，聚合氯化鋁投量1 2mg/L時，對土臭素和 濁度的去除率達到最大，分別為3 4. 4 9 %和8 8 . 9 6 %。因此，聚合氯化鋁 投量定為1 2mg/L。3 4 5木專項一飲用水保障蛔氧挑目瞻箝輜1裳覦雛囂早

7、瓶螂黜目 LH 女 m/f, ffl (ngJL)I | I I 1 i i681 01 21 54& m m (mg 1 L )日12& ( n g/L)T同的聚音氯化鍋投自R世分別”破和埃索的主腺率影響對比2高鈕酸鉀與粉末炭最佳投投加點確定2正交試驗設(shè)計為確定高鈕酸鉀和粉末炭最佳組合I藝條件，本部分采用正變試驗，考察四個因素.包括高鈕酸鉀投加量、高鈕酸鉀投加點、 粉末炭投加點和粉末炭投加量，每十因素考察三個水平，正交試驗因索水平裹廈實 驗方案見表I和表2。表1目蠢水衰m目夫,焉亳煮m i a o囂毛，寰4m空試驗分柝寰* & &0A # m A# t-kcO（州 L） （m【n） （） （

8、ml/ L 11n * i :籌4怒？ 7 麓？ 7船些旦土一蘭一L一旦2 L三一生j業(yè)表2E交試驗方案女 I2312%33 42 I 2 3 I 2 3目出37 n 4 8 7 80 920 29 5 6一 i舞2翟？ 7 8麓y籬；由表4可以看出.KMn 0 4投量、KMn 0 4投加位置、粉末炭投加點和粉 束炭投量的敏差分別為4 28 6、2 16 8、7及9 2 6 1 ,其中粉末活性炭的投量的極差值最大，說明在四個困索中粉末話性炭的投量是影響土臭素去除的最大困 素。KMB 0 4投量的三個水平k值中第2個水平值8 5 8 3最太，即KMn 0 4 投量為Om/ L為最佳。KMn 0

9、4投加點的三個水平的k值巾第1個水平8 5 7 7 最大，即KMn 0 4投加位置在聚0009 002 oooooooogpooocm合氯化鋁之前2 n u n最佳。粉末炭投加點三個水平的k值中第2個水平8 2 9 9最大.即最佳投加點為聚鋁之前3 0 r a 1 n0粉末炭投量三個水平的k值中 第3個水平最大,即最佳投盤為3 0 m g/Lo綜合以上分析，高鈕酸鉀與粉末炭聯(lián)用強化混齷的堆佳運行參數(shù)為粉末炭在聚 鋁之前3 0 m 1 n投加，投量3 0 m g/L, KMn (H在聚鋁之前I m i n投 加，投量為22正交試驗結(jié)果分析試驗中聚合氯化鋁投量為1 2 m g/L ,每組各進行J次

10、，以沉后出水土臭索處理效果平均值作為評價指標(biāo)進行正變試驗分析，試 驗結(jié)果見表3,以土臭索的去除率作評價指標(biāo)進行正交試驗分析，見表4表3 同試驗條件T土臭蠢去除鼓On t g/L o最佳條件下，沉后出水土臭i藍西冉Ti丁 i1F一廠丁i一索的去際教蘋為9 7 % c再I五i r西焉F石i r五面幽2比較了九組實驗方案下，商1磊T孑可1F五1 F五瓦F石面r五i i些查翌曼一盟型望皇生羔L三芒L_三三 一生型一生旦一生！生 鈕酸鉀和粉束擻聯(lián)JI強化混凝對濁腰、塑嬰翌！ ！ ！豎！豎！ ！ ！墜竺！豎竺！ ！ ！ ！ ！ ！rUHevJA mwa erVIorksA州9 9 6 8 8r 4 116

11、8-1801礎(chǔ)相蚌，張建英，未蔭湄杖用水的抖嗅舁瞇研兜進月J環(huán)境捋染與防泊，2 0 0 3,2 5 ( 3 21T建偉，李g米，醬捕楊敏等人鴿市能用水嗅味掰。豳懇冀0峭埔圓圓空發(fā)事件致嗅原口 &潛在H題5 析J 1環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2 0 0 7. 27 ( 1 1 ) 1 7 7 1 - 1 7 7 64馬曉燕，高n 1李青橙等氣相色譜浩測定飲用水中痕盈頊幕和=限異冰片J 分析測試學(xué)報，幽2m交試驗各組氨氤，濁度即0 v 2 H去除率對M2 0 0 7, 26 (2) : 267 26951趙艷梅國內(nèi)水源典！嗅味物質(zhì)調(diào)查廈控制拉術(shù)研究UV 2 5 4、氨氨的去除敢果+可以看出，在上述最住運J 1

12、中目地質(zhì)大學(xué)行參數(shù)條件下，對濁度、氨氨和UV 2 5 4同樣具有良6李偉光，黃曉東十 孫士權(quán)等高銳酸鉀與粉末活性嵌好的去除效果，去陳率分別達到8 77 7 %、2 1 5 9 %和聯(lián)用去際飲用水中嗅味J 中國給水排水，2 0 0 7,7 84 1 %。因此，采用高銳酸鉀和粉末炭聯(lián)用強化集2 3 (5 ) 18-21合氯化鋁混凝可顯著提高混凝除污染效果。7李圭自.張杰等水質(zhì)I程學(xué)M) . 2 0 0 5為進一步考察上述組臺工藝抗沖擊負(fù)荷能力，配8黃林.借健等高銳酸鉀-粉末話性擻聯(lián)用女除瑯體嗅制高濃度土臭索水樣進行混凝試驗，試驗結(jié)果見表味的實驗研究J江西化 I , 2 0 0 8, 0 37 4

13、0 75。可以看出，在上述最佳運行參數(shù)條件下處理高濃9 姜成春，目軍，f志 軍等高鈕醯鉀與粉末炭聯(lián)用址理微污染水J 中目給水排水，2 0 0 1, 0 7: 1 2度土臭索水樣，出水土臭索為6 2 3., e L ,去除率迭4 1 %。同時濁度、氮氮和u v。也得到了一定的去睬，去除率分別為8 04 %、2 0 3 6 %和 5 5 7 %。因止匕，采用高銳酸鉀與粉束炭聯(lián)用強化混凝具有較強的應(yīng)對水源突發(fā)土臭素污染 能力。表5高鈕醴鉀與粉末蓿性炭組臺I藝 訛m凝效果 #mmm十女 (%)士Ag/(.WL) 13586354 1Mix/ (ntu) i 40 2 7 88 n 1 4海/ ( m / L ) 0 0 2 806uv, / (cm)00 14 900 0 6 6 5 573結(jié)論高鈕酸鉀與粉末擻聯(lián)用能夠提高聚合氯化鋁混凝擊陳土臭索效能，最佳運行參 數(shù)是：粉末炭投加量為3 Omg/L,在聚臺氯化鋁之前3 0 m i n投加；高鈕酸 鉀投加量為1 Om g/L ,