摘要：對采用微絮凝-膜過濾新工藝處理微污染地表水，特別是對水中有機污染物的去處效果進行了試驗研究。試驗結(jié)果表明在投加粉末濾料的情況下，該工藝對微污染原水中有機物的去除效果顯著。對野外水源水及被污染的江河湖塘水的處理效果可保持長期的穩(wěn)定性。

關鍵詞：水處理 有機物去除 微絮凝 膜過濾 微污染水

1、 概述

以加藥混凝-沉淀-過濾-消毒為主的傳統(tǒng)工藝，主要以去除濁度（懸浮物、膠體等）和殺滅病原微生物為目的，目前已很難適應受有機物污染的水源水處理，存在出水濁度和有機物濃度超標等問題。

膜組合工藝指膜分離技術與其它水處理單元的有機組合，因可以利用各個單元工藝的特點、優(yōu)勢及各個單元工藝之間的協(xié)同作用，取得滿意的處理效果，而備受研究者矚目，其研究和應用方興未艾。

膜分離與絮凝沉淀處理相結(jié)合的工藝稱為膜混凝反應器（MCR），如果在此基礎上進一步投加粉末活性炭（PAC），可形成PAC-MCR組合工藝。該工藝集加藥絮凝沉淀、活性炭物理吸附和膜的高效分離作用為一體，可提高對微污染水中污染物的去除效果，保證出水水質(zhì)的優(yōu)良和穩(wěn)定。

考慮到當前野外地表水的污染最主要、最普遍的是有機物污染，因此在整個試驗階段把對有機物的去除作為重點來研究。

2、試驗裝置與方法

2.1 試驗裝置

本實驗所采用的工藝流程如圖1所示。

膜組件內(nèi)置一中空纖維微濾膜，材質(zhì)為聚偏氟乙烯，孔徑為0.22μm，膜有效面積為0.5m2。

原水經(jīng)水泵提升進入反應器，與此同時將絮凝劑加入反應器中，同時在膜組件中加入粉末活性炭。反應器到達高水位時停止進水，絮凝10min，而后在抽吸泵作用下膜組件開始出水。在反應器液位降至最低水位時，進水泵重新開始工作，開始下一個周期。為減緩膜污染，出水方式采用出水數(shù)分鐘、停水1～2分鐘、連續(xù)曝氣的方式。

2.2 分析項目、方法

所采用的水質(zhì)分析方法及使用儀器見表1。

UV254可作為總有機碳（TOC）及總?cè)燃淄樯赡埽═-THMFP）的代用參數(shù)，并且還與水中的三致物質(zhì)（致癌、致畸、致突變）和形成三鹵甲烷的前驅(qū)物（THMs）有良好的相關性，是考察水中小分子有機物的去除情況的重要參考指標。UV410主要反映水中具有較大共軛體系的有機化合物，如水中的大分子腐殖酸等，他們是地表水中主要的成色物質(zhì)，是考察水中大分子有機物的去除情況的重要參考指標。通過分光光度計對UV254 、UV410的觀測，可快速了解水質(zhì)處理情況。

2.3 原水水質(zhì)參數(shù)

原水取自天津某湖水,試驗期間主要水質(zhì)參數(shù)見表2。

3、 結(jié)果與討論

3.1 絮凝劑種類和投加量的確定

無機絮凝劑因無毒或低毒、價廉、原料易得而被廣泛應用。目前由于鋁與人體健康的關系存在許多不確定性，加上鐵鹽形成的礬花大且沉降性能好，因此本實驗選用三氯化鐵做絮凝劑。通過六聯(lián)攪拌實驗及濁度測量結(jié)果，得出本實驗處理原水所需的最佳投藥量的為15～30mg/L。

3.2 對濁度的去除

PAC-MCR由于其膜截留作用，出水透明、無色無味，感官性狀良好。盡管進水波動較大，但出水平均濁度為0.1NTU，對濁度的平均去除率為99.03%，圖2為PAC-MCR進出水的濁度變化。

3.3 對CODMn的去除

圖3反映了該工藝對天津某池塘水CODMn的去除效果，從該圖可以看出，進水CODMn在7.8 mg/l～13.08 mg/l之間波動，而出水CODMn基本上維持在4.0 mg/l左右，滿足國家《生活飲用水衛(wèi)規(guī)范》（2001）要求所規(guī)定CODMn≤５mg/l的要求，CODMn去除率達到69.7％以上。

3.4 對UV254（TOC、THMS）的去除

檢測絮凝反應器中混合液的平均值為0.313 cm-1，膜組件中混合液的平均值為0.283 cm-1，原水和出水的UV254分別為0.247cm-1和0.109cm-1，可見該工藝對UV254的去除是非常有效的。從圖中還可以看出，由于PAC對腐殖質(zhì)類物質(zhì)的吸附作用，使運行初期系統(tǒng)對UV254就具有較高的去除率，之后維持在一個很平穩(wěn)的水平，在整個運行期間去除率為58.13%。

3.5 對UV410（色度）的去除

圖5是原水、出水UV410的變化情況。運行期間出水平均值及去除率分別為0.003cm-1和83.81%。說明PAC-PCR對水中的大分子有機物質(zhì)，尤其是形成色度的有機物質(zhì)，有很好的去除作用。

3.6 PAC投加頻率與去除效果的關系

圖6表明了兩種投炭頻率對處理效果的影響。第一種為6個周期的投炭總量在第一周開始時按30mg/L一次性投入，第二種為6個周期的同樣的投炭總量分兩次（即分別在第一、第四周期開始時按30mg/L）投加，ΔCODMn表示某周期出水CODMn相對于原水CODMn的去除量。ΔCODMn越大，表明CODMn去除效果越好。從圖6可知，當六個周期的PAC一次性投入反應器后，由于絮凝體對它的吸附包裹等作用，PAC吸附能力下降很快，表現(xiàn)為ΔCODMn很快減小。而同樣的投炭量分兩次投加則效果明顯好得多。

4、結(jié)論

（1） 該工藝對水質(zhì)感觀性狀指標有顯著的改善。

（2） 該工藝對于有機物有良好的去除效果。對CODMn、UV254、UV410的去除率分別為68.78%、56.13%和83.81%，而且運行穩(wěn)定，無明顯波動。

（3）加快PAC的投加頻率，將能取得更佳的出水水質(zhì)。
 
 

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