金門(mén)島水源水中臭味及消毒副產(chǎn)物深度處理工藝研究.pdf

1、2002～2010年間對(duì)金門(mén)島內(nèi)11座水庫(kù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，各水庫(kù)的卡爾森指數(shù)均超過(guò)65，表示蓄水湖庫(kù)水質(zhì)嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化。調(diào)查結(jié)果顯示，水庫(kù)的藻類(lèi)密度經(jīng)常超過(guò)世界衛(wèi)生組織的二級(jí)警戒標(biāo)準(zhǔn)。藻類(lèi)繁殖代謝生成的臭和味及消毒副產(chǎn)物前體物的濃度極高，總有機(jī)碳平均濃度達(dá)11.7mg/L，致使常規(guī)凈水工藝(混/絮凝+氣浮+沉淀+快濾+絮濾)無(wú)法將其有效去除。臺(tái)灣環(huán)保署2000～2009年間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，由于原水水質(zhì)差，金門(mén)島內(nèi)飲用水水質(zhì)不合格率年年高居

2、臺(tái)灣地區(qū)首位，且飲用水中三鹵甲烷致癌風(fēng)險(xiǎn)為臺(tái)灣地區(qū)最高。飲用水水質(zhì)嚴(yán)重影響金門(mén)島內(nèi)百姓的健康，改善水質(zhì)成為金門(mén)島的民生大事。
　　 本研究以提高金門(mén)島飲用水水質(zhì)為目標(biāo)，首先調(diào)查了金門(mén)島的飲用水水質(zhì);在實(shí)驗(yàn)室預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同凈水工藝對(duì)臭味物質(zhì)、水中有機(jī)物和DBPFP去除效果的中試研究;并將活性炭結(jié)合超濾及納濾工藝，對(duì)飲用水作深度處理的中試研究;旨在提出最可行的凈水工藝方案。
　　 研究?jī)?nèi)容和結(jié)果簡(jiǎn)述如下:

3、　　 (1)實(shí)驗(yàn)室預(yù)試驗(yàn)。針對(duì)不同的凈水工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)試驗(yàn)，內(nèi)容包括混凝試驗(yàn)、氣浮試驗(yàn)、活性炭小柱快速試驗(yàn)、臭氧試驗(yàn)、超濾及納濾試驗(yàn)等?；炷龑?shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明，聚氯鋁、硫酸鋁及氯化鐵的加藥量分別為80、100和100mg/L時(shí)，可以將有機(jī)碳濃度降至法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)(4mg/L)以下。鑒于藻類(lèi)密度高，氣浮工藝的回流率應(yīng)高于10％,以增加氣浮效率?；钚蕴啃≈目焖僭囼?yàn)顯示，其對(duì)于憎水性有機(jī)物的吸附效果較佳，水樣過(guò)柱流速大小對(duì)有機(jī)物吸附量的影響不

4、大。以臭氧(O3)處理有機(jī)物，在加藥量為0.5g/h，停留時(shí)間為20min時(shí)，有機(jī)碳去除率可達(dá)14.7％;而增加接觸時(shí)間或濃度，對(duì)有機(jī)物去除效果不明顯。超濾膜(UF)對(duì)濁度的去除效率可達(dá)99％;用0.01mol/LNaOH溶液實(shí)施反沖洗，可恢復(fù)通量。納濾膜(NF)對(duì)于溶解性總固體的去除率可達(dá)96％。
　　 (2)不同凈水工藝對(duì)臭味物質(zhì)去除效果的中試研究。金門(mén)飲用水的臭味，夏天以土霉味為主，魚(yú)腥味居次。將常規(guī)處理工藝+粒狀活性炭工

5、藝(GAC)命名為工藝G(非深度處理)。比較了3種組合的深度處理工藝(工藝O:常規(guī)處理工藝+臭氧/生物活性炭工藝(O3/BAC);工藝U:工藝O+UF/NF工藝;工藝F:工藝G+UF/NF工藝)，評(píng)價(jià)了各工藝對(duì)濁度、藻類(lèi)、臭味物質(zhì)(2-MIB和土臭素)、有機(jī)物質(zhì)(不可吹脫有機(jī)質(zhì)(NPDOC)，UV254，)等的去除效果，探討了可能的去除機(jī)制。采用工藝G(常規(guī)處理工藝+粒狀活性炭工藝)、工藝O(常規(guī)處理工藝+臭氧/生物活性炭工藝)與常規(guī)處

6、理工藝比較，NPDOC的去除率分別增加10％和30％，經(jīng)UF/NF(工藝U)處理后，NPDOC和UV254的去除率分別為88.7％和94％。經(jīng)過(guò)深度處理工藝O(常規(guī)處理工藝+臭氧/生物活性炭工藝)后，2-MIB、土臭素及嗅去除率分別可達(dá)96.3％、100％及96.7％。工藝G(常規(guī)處理工藝+粒狀活性炭工藝)處理也可將92％的2-MIB及83％的土臭素去除，使兩種化合物的濃度均低于嗅閾值。試驗(yàn)表明經(jīng)過(guò)深度處理O、U、F工藝后，臭味化合物2

7、-MIB及土臭素均可被有效去除。
　　 (3)不同凈水工藝對(duì)水中消毒副產(chǎn)物和消毒副產(chǎn)物生成勢(shì)(DBPFP)去除效果的中試研究。常規(guī)處理工藝、工藝G(常規(guī)處理工藝+粒狀活性炭工藝)和工藝O(常規(guī)處理工藝+臭氧/生物活性炭工藝)均無(wú)法有效去除一氯二溴甲烷生成勢(shì)，而且當(dāng)用臭氧氧化含溴離子水時(shí)會(huì)產(chǎn)生CHBr3。經(jīng)UF/NF膜工藝可產(chǎn)出較高水質(zhì)的水，THMs可去除至1μg/L左右，而HAAs則未檢測(cè)出其濃度，另外THMFP、HAAFP的去

8、除率分別為89.3％和97.5％。UF/NF工藝是去除消毒副產(chǎn)物和消毒副產(chǎn)物生成勢(shì)(DBPFP)的最佳方式。綜合考慮產(chǎn)水水質(zhì)和消毒副產(chǎn)物及運(yùn)行成本，結(jié)果表明工藝F(常規(guī)處理工藝+GAC+UF/NF)是經(jīng)濟(jì)的且處理結(jié)果達(dá)標(biāo)。
　　 (4)工藝F(常規(guī)處理工藝+GAC+UF/NF)深度處理飲用水的中試研究。經(jīng)工藝G(常規(guī)處理工藝+粒狀活性炭工藝)處理后，臭味物質(zhì)(2-MIB及土臭素)低于嗅閾值;工藝F(常規(guī)處理工藝+GAC+UF/N

9、F)處理后，所有指標(biāo)皆可符合相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，THMFP降至15μg/L，HAAFP未檢出，溶解性總固體的去除率達(dá)87％。邀請(qǐng)了金門(mén)水廠32位員工作飲用水的盲樣測(cè)試，水樣包括海水淡化水、太湖常規(guī)凈水場(chǎng)出水及深度處理工藝F(常規(guī)處理工藝+GAC+UF/NF)的出水，結(jié)果深度處理工藝F(常規(guī)處理工藝+GAC+UF/NF)的滿(mǎn)意度最高。
　　 從以上研究結(jié)果得出結(jié)論，在現(xiàn)有的常規(guī)飲用水處理工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合活性碳吸附和UF/NF過(guò)濾技術(shù)，