微污染水處理的實驗

微污染水處理的實驗研究

摘要：預氯化是傳統(tǒng)的去除有機物的方法，它能有效地破壞、分解有機物，然而氯與水中有機物之間的作用會生成對人體有危害的THMs.近年來，開始研究用生物預處理和其他氧化劑替代預氯化。本文主要針對含藻的微污染水處理進行研究，探討了高錳酸鉀用作氧化劑去除有機物的作用，實驗結(jié)果表明，高錳酸鉀可以替代預氯化，它既可作為消毒劑抑制細菌還可作為氧化劑分解有機物，同時它還可作為助凝劑增強混凝效果，最重要的是高錳酸鉀能減少THMs生成量，有益于公眾健康。

關鍵字：水處理預氯化高錳酸鉀含藻水

1.簡介隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對于飲用水的質(zhì)量更加關心。與此同時，由于工農(nóng)業(yè)發(fā)展所帶來的對環(huán)境污染問題已使部分城市的供水水源受到不同程度的污染，使供水公司面對被微污染水源的挑戰(zhàn)，需要采取對策，以保證向城市供應安全合格的飲用水。因此，對微污染水處理的研究，目前大家甚是關注。

微污染水是指飲水水源受到主要是有機物污染，使部分指標超過飲用水源的衛(wèi)生標準。有機污染物來源一部分是屬于天然的有機化合物，主要是水中動、植物分解而形成的產(chǎn)物如腐殖酸等。其余是人工合成的有機物，主要是來自工業(yè)、生活污水和農(nóng)業(yè)排水等。這類水的特征是：

1，在江河水源上表現(xiàn)為氨氮，總磷，色度，有機物等指標高于生活飲用水源衛(wèi)生標準。

2，在湖泊水庫水源上，表現(xiàn)為水庫和湖泊水體的富營養(yǎng)化，并在一定時期藻類滋生，造成水質(zhì)惡劣，一部分指標超過標準。

這種情況給常規(guī)水處理工藝下帶來的問題是混凝效果不好，水處理困難，用常規(guī)的氯消毒方法使處理后的飲用水有色、味，此外水中有機物和氯作用生成的有機鹵化物，危及人體健康。

為了解決微污染水給凈水處理所帶來的困難，過去通常用原水預氯化處理的方法來破壞膠體、氧化有機物為無機物或小分子有機物以使混凝效果改善從而達到水凈化的目的。但是由于在源水中大量加氯所產(chǎn)生的三氯甲烷類對人體致癌的潛在危險，因此，目前普遍已認識到應當盡量減少在凈水工藝中氯的用量。國外發(fā)達國家在近10余年通過研究，已普遍采取在常規(guī)處理工藝前增加生物予處理，與臭氧代替預氯處理和在常規(guī)處理工藝后增加活性炭過濾（或生物慢濾池）的深度處理，以使凈化處理后的水更為安全可靠。我們國家由于經(jīng)濟條件的限制，大部分水廠都是采取常規(guī)水處理工藝。因此，中國的供水公司，除了吸收國外的經(jīng)驗外，也正在積極尋求適合我國現(xiàn)在狀況的處理技術與措施。

天津是中國的四個直轄市之一，市中心區(qū)供水系統(tǒng)有五個水廠，總能力2030000立方米/日。水廠的水源是從234公里以外的灤河潘家口水庫引來，水源水質(zhì)較好，只是輕度污染。但是由于存在污染，使引水線路上的中間水庫富營養(yǎng)化發(fā)展，導致季節(jié)性藻類繁殖，嚴重影響水廠處理和處理后的水質(zhì)。

在藻類高發(fā)季節(jié)，原水的特征表現(xiàn)：

1，水的耗氧量高可達10－12mg/l，是一般季節(jié)的3－4倍。

2，水的pH值增高，可達8.5－9.0

3，z電位高

4，葉綠素測定值高，一般在20mg/l,最高可達90mg/l。

為了保證供水水質(zhì)，天津自來水公司一般也是采用預氯化的措施，通過增加對原水處理前投氯量，用氯破壞水中膠體，抑制藻類。

為了尋求更好的含藻水的解決辦法，天津自來水公司通過試驗，對利用高錳酸鉀替代預氯化進行了試驗研究，得出了一些試驗結(jié)論，下面分別進行討論。2.預高錳酸鉀法2.1實驗

2.1.1我們在天津新開河水廠，于夏季進行了采用高錳酸鉀替代氯氧化的試驗。源水的水質(zhì)列于表1。試驗時用FeCl3作為混凝劑，取其最佳量10mg/l，在裝有1升水樣的燒杯中加入不同劑量的高錳酸鉀作混凝試驗，以100轉(zhuǎn)/分快速攪拌3分鐘，然后以40轉(zhuǎn)/分攪拌7分鐘靜置沉降10分鐘后取上清液測細菌總數(shù)，CODmn，余濁，結(jié)果見圖1，圖2，圖3。2.1.2取高錳酸鉀的特征吸收波長520nm，該波長下的吸光度可以反映高錳酸鉀濃度變化情況。首先作高錳酸鉀濃度的標準曲線，在5個燒杯中分別投入0.05mg/L，1.0mg/L，1.5mg/L，2.0mg/L，2.5mg/L的高錳酸鉀。反應一定時間后，測其吸光值，從而可得到高錳酸鉀投加量與剩余量之間的關系（圖4）。升欲弊2壁.脫1懼.殲3這蝴取圓1唉，姥2姓，眾3在，蝴4勝，驗號店燒已杯踏，劃每責隔層0識.張5彎h燒向懼每錢個墻燒宋杯腫中壤投衣加抖1拼m常g獻/拉L啊的棟高歇錳煙酸兵鉀豈，刃待食最芹后序一亮個凱燒更杯圈加茄入均高撞錳垂酸培鉀翅后東，裙立族即渣測亂其楚吸瞇光拼度預，咐可殲得木到幣高臟錳象酸憂鉀典隨位時被間懶變騰化礎的適衰鋼減垮曲后線朱（儀圖擋5塘）真。掠樓令據(jù)2漏.丑2域.誰球結(jié)單果框與虧討鈴論時

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灤河水松花江水天津大學CenterHillMasion&Moberly水庫

青年湖水水庫水水廠一水廠二溫度(0C)22-2710-129.519.025.028.0濁度（ntu)27-40200150.6-8710-122-4CODmn(mg/l)3.1-5.810.510.5---TOC(mg/l)3.5-7.08.0----PH8.0-9.27.87.96.8-9.48.0-8.27.6-7.8總硬度(mg/l)127-147--38-10580-90110-120總堿度（mg/l)102-110100-40-9095-100120-130高錳酸鉀最佳投藥量(mg/l)1831-2222.2.2高錳酸鉀投加量與剩余量的關系

圖4是KMnO4投加量與剩余量的關系曲線，從圖中顯見，當KMnO4與水樣的接觸時間為一定值時，不同濃度的KMnO4溶液與水中有機物相互作用，其消耗量基本相同，這表明高錳酸鉀的消耗量主要取決于有機物濃度，投入高錳酸鉀越多，剩余的高錳酸鉀越多，對于天津的灤河水而言高錳酸鉀與水中有機物作用消耗量在0.45～0.5mg/L之間，即試驗中水樣所需高錳酸鉀為0.45～0.5mg/L，但值得注意的是高錳酸鉀投量為0.5mg/L時，根據(jù)水樣所需高錳酸鉀量其剩余量應接近0mg/L。（圖4中虛線部分），然而實際剩余量為犧0齊.正2霸5嫂圓m現(xiàn)g送/從L烏（給圖色中粗實山線冰部劃分援）險。亭這湊是均由抬于響高腦錳交酸欺鉀跨投禾量副過斷低販時珍它習于暫水洽中送有權(quán)機儀物繪反背應單緩盜慢絡所廁至姜，丈高判錳美酸嶼鉀非投燕量叛加東大親后徑由嚇于眼M導n仙O注2龍的袋產(chǎn)低生鉆對夜氧叨化產(chǎn)反扎應澆產(chǎn)拌生拜了添催歸化逐作帳用眠，冒國湯際蠻上肝一州些蔬學鋤者鎮(zhèn)研軟究績表閥明如：筋K撲M肆n倘O溫4疲投勸量潤低杯于內(nèi)1灑虎m島g臨/映L影時綱對抽有沙機黨物售影盡響擾不勇大答，鍬這氏與奪本偵試桌驗旅結(jié)管果封觀藥點科一口致冶。遺

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水廠一（mg/l)水廠二（mg/l)預氯化CL2CL2152177預高錳酸鉀KMnO4CL287114天津?qū)酶咤i酸鉀替代預氯化后對三氯甲烷的形成進行了類似的實驗，模擬實際的水處理工藝，在水樣中加氯進行預處理，然后投加混凝劑，混合、絮凝、沉淀，在沉淀后的上清液中加氯以模擬最終的消毒工藝，水樣恒溫放置24小時后測鹵代烴濃度，其它水樣以高錳酸鉀取代加氯。其余處理步驟同上。結(jié)果見表4。試驗表明：在一定的投量下，預高錳酸鉀后再對處理后水進行最終氯消毒可以使鹵代烴的生成量較大幅度的降低。表4THMs生成量比較（天津）水處理方法源水投藥量處理后水投氯量處理水后THMs生成量

湖水灤河水湖水灤河水湖水（mg/l)灤河（mg/l)源水預氯化＋最終氯消毒CL2(6mg/l)Cl2(4mg/l)CL2(2mg/l)57.825.3源水預錳酸鉀＋最終氯消毒KMnO4(2mg/l)KMnO4(1mg/l)CL2(2mg/l)25.213.3參考文獻

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TianjinWaterworksgroupCo.LtdAbstractThepre-chlorinationisatraditionalmethodtoremovetheorganismsasitcandestroyanddecomposethem,howeverthechemicalreactionbetweenhighdosageofchlorineandorganismswillresultinTHMswhichcandoharmtothepublichealth.