微絮體重組強(qiáng)化去除低濁水中腐殖酸的研究.pdf

1、我國(guó)大部分凈水廠水源水均為低濁度水。由于顆粒物含量低，腐殖酸分子缺乏膠體顆粒等附著體，單純投加混凝劑效果下降，絮體礬花密實(shí)度低且不易沉降，因此低濁水難處理問題引起廣泛關(guān)注。有關(guān)研究表明破碎絮體有重組再利用的潛能，并且凈水廠廢水回用也勢(shì)在必行。因此開展微絮體重組去除低濁水中腐蝕酸的研究具有重要意義，為凈水廠強(qiáng)化混凝工藝提供一種創(chuàng)新的可行方法。
　　本課題對(duì)脫穩(wěn)高嶺土微絮體重組去除低濁水中腐殖酸的效能以及將其沉淀微絮體回收再利用的吸附

2、去除規(guī)律進(jìn)行了研究。通過靜態(tài)和在線試驗(yàn)考察了單獨(dú)微絮體、單獨(dú)混凝劑、高嶺土/PACl和脫穩(wěn)微絮體/PACl等方式對(duì)腐殖酸去除效果，比較了不同混凝劑/助凝劑對(duì)去除效能的影響，并研究了多次循環(huán)回流微絮體對(duì)腐殖酸的吸附去除規(guī)律；此外，還研究了不同絮凝條件(破碎強(qiáng)度和二次投藥)、多種影響因素(原水pH、初始腐殖酸濃度、初始濁度、溫度)以及不同水環(huán)境背景對(duì)腐殖酸去除效能的影響；還初步探討了微絮體重組去除低濁水中腐殖酸的微界面作用機(jī)制，并分析計(jì)算藥

3、劑使用量來(lái)進(jìn)行了初步經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。
　　微絮體重組聯(lián)用PACl的最佳參數(shù)為：PACl投加量6mg/L，微絮體回流量約為40±2mg/L(混合水濁度約為30±5NTU)，相同混凝劑使用量條件下比單獨(dú)使用混凝劑和直接投加高嶺土粉末更有利于腐殖酸的去除(去除率可達(dá)83.7％以上)，還具有更高的絮體成長(zhǎng)速率(30μm/min)。PACl、Al2(SO4)3、FeCl3以及KMnO4等不同藥劑對(duì)于微絮體重組工藝均適用，其中高分子多聚物-PACl

4、具有最好的效果。同時(shí)微絮體與混凝劑聯(lián)用具有較好的可循環(huán)利用性，并且多次回用對(duì)腐殖酸的吸附量變化規(guī)律可通過分段函數(shù)計(jì)算得出，并且與實(shí)測(cè)值有較好的擬合關(guān)系。
　　不同水流剪切力對(duì)絮體產(chǎn)生破碎時(shí)均無(wú)法完全恢復(fù)到原粒徑大小，同時(shí)吸附在絮體中的腐殖酸分子也有不同程度的釋放。其中200rpm/min的剪切力破碎后的絮體通過再重組反而會(huì)促進(jìn)腐殖酸分子的去除效果，而對(duì)于更高的破碎強(qiáng)度則降低了腐殖酸的去除能力。此外，絮體破碎后二次投加少量(2、4m

5、g/L)混凝劑可顯著提高絮體強(qiáng)度因子和恢復(fù)因子，且對(duì)腐殖酸也有進(jìn)一步去除。
　　重組絮體在pH<=5的條件下更有利于對(duì)腐殖酸的去除，主要由于大量H+存在時(shí)，zeta電位升高，微絮體與腐殖酸分子所帶負(fù)電荷減少，二者之間有較好的電中和吸附作用；微絮體重組對(duì)濃度在10~15mg/L范圍內(nèi)腐殖酸去除率較高，可達(dá)87%以上，但對(duì)更高濃度的腐殖酸去除能力有限；同時(shí)對(duì)于濁度<5NTU的腐殖酸原水去除效果顯著，絮體重組更適用于較低濁度原水的強(qiáng)化混

6、凝工藝；藻細(xì)胞濃度小于35×104cell/mL時(shí)對(duì)腐殖酸的去除影響較小，但高濃度藻對(duì)微絮體吸附去除腐殖酸有明顯的阻礙作用，去除率下降至70%左右。同樣，微絮體重組對(duì)于實(shí)際松花江原水中UV254的去除也好于單獨(dú)投加PACl時(shí)的常規(guī)混凝工藝。
　　重組絮體強(qiáng)化去除腐殖酸的微界面作用機(jī)制主要分為兩個(gè)方面：其一，脫穩(wěn)高嶺土絮體中含有二氧化硅四面體形成的“硅面”、Al-OH基團(tuán)形成的“鋁面”以及帶有Si-OH和Al-OH位點(diǎn)的側(cè)緣，通過范