混凝-氣浮工藝去除原水預(yù)氯化副產(chǎn)物的研究.pdf

1、氯是目前給水廠使用最廣泛的預(yù)氧化劑和消毒劑,然而由于加氯而產(chǎn)生的三鹵甲烷(Trihalomethanes,THMs)也是最主要的氯化副產(chǎn)物之一,并已經(jīng)被確認(rèn)為“三致”(致癌、致畸、致突變)物。THMs是三氯甲烷(CHCl3)、二氯一溴甲烷(CHCl2Br)、一氯二溴甲烷(CHClBr2)和三溴甲烷(CHBr3)四種鹵代烷烴的總稱,其前體物主要是水體中的天然有機(jī)物。未經(jīng)處理的原水中含有較多的三鹵甲烷前體物,具有較大的三鹵甲烷生成勢(Tri

2、halomethanes FormationPotential,THMFP),在預(yù)氯化后會(huì)產(chǎn)生大量的THMs,研究表明,預(yù)氯化是出廠水中產(chǎn)生THMs的主要因?yàn)?與氯消毒產(chǎn)生的THMs共同組成了自來水中的“三致”物。因此在水處理工藝中去除預(yù)氯化已產(chǎn)生的THMs的同時(shí)去除水中仍然存在的THMFP從而減少氯消毒產(chǎn)生THMs的量,才能有效控制出水中的THMs。
　　 氣浮工藝由于在處理低溫、低濁、高藻水等方面的優(yōu)勢,在國外的給水處理中應(yīng)

3、用較為廣泛。近年來為適應(yīng)我國水處理行業(yè)的發(fā)展,氣浮技術(shù)也被逐漸應(yīng)用到國內(nèi)的給水處理工藝中,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉淀工藝。逆流氣浮是一種新型氣浮工藝,相比于原水與回流水同向流動(dòng)的傳統(tǒng)氣浮技術(shù),可較大程度的避免溶氣回流水進(jìn)入氣浮池時(shí)打碎脫穩(wěn)絮體,逆向流動(dòng)更加充分地發(fā)揮氣泡/絮體聚集體懸浮層以及氣泡層的攔截作用,增加了氣泡與絮體的碰撞粘附幾率,提高了處理效率。本課題采用混凝-氣浮工藝去除預(yù)氯化產(chǎn)生的三鹵甲烷以及預(yù)氯化后水中剩余的三鹵甲烷前體物,將靜態(tài)混

4、凝-氣浮小試與混凝-逆流氣浮動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,研究去除機(jī)理,優(yōu)化工藝參數(shù),從而控制出廠水中的THMs,為水廠改進(jìn)處理工藝,提高飲用水水質(zhì)安全程度提供技術(shù)支持。
　　 通過靜態(tài)混凝-氣浮實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:對(duì)比了鐵鹽和鋁鹽混凝劑的凈水效果,選定氯化鐵作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的混凝劑。絮凝條件、絮凝時(shí)間及投藥量對(duì)絮凝體形態(tài)及強(qiáng)度有著顯著影響,進(jìn)而影響到THMs、THMFP和其它指標(biāo)的去除效果。不同的絮凝方式對(duì)絮凝體的強(qiáng)度有著顯著影響,恒速和降速兩種

5、絮凝方式形成的絮凝體形態(tài)相似時(shí),降速絮凝形成的絮凝體強(qiáng)度更大,抗剪切能力更強(qiáng)；絮凝體的形態(tài)和強(qiáng)度共同影響氣浮處理效果,采用降速絮凝方式,在適當(dāng)?shù)耐端幜?、絮凝攪拌?qiáng)度及時(shí)間下,形成的絮凝體枝權(quán)較多,結(jié)構(gòu)較為疏松,強(qiáng)度較大,能夠有效吸附有機(jī)物,同時(shí)也有利于氣浮去除。通過改善氣浮反應(yīng)池構(gòu)造及釋放器性能,使微氣泡的空間分布更加均勻,減小局部湍流強(qiáng)度,盡量延長氣泡與絮凝體的接觸時(shí)間,增大碰撞幾率,可達(dá)到提高處理效果的目的。
　　 混凝-氣

6、浮工藝有利于THMs中易揮發(fā)成分的去除,對(duì)THMs、THMFP及有機(jī)物的去除效果均優(yōu)于混凝-沉淀工藝。氣浮對(duì)各分子量區(qū)間THMFP及有機(jī)物的去除效果均優(yōu)于沉淀,但二者均以去除大分子量區(qū)間THMFP和有機(jī)物為主,對(duì)小分子量區(qū)間THMFP和有機(jī)物的去除效果均較差。采用粉末活性炭強(qiáng)化混凝-氣浮工藝可以顯著增強(qiáng)對(duì)THMs及小分子量區(qū)間有機(jī)物的去除效果,THMs、THMFP、TOC和LJV254的去除率分別達(dá)到了47.3％、64.8％、64.6％

7、和69.8％。
　　 在混凝-逆流氣浮動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中,在靜態(tài)小試所取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論基礎(chǔ)上,分別采用常規(guī)逆流氣浮(溶氣水單級(jí)釋放)和溶氣水分級(jí)釋放兩種運(yùn)行方式。研究結(jié)果表明:采用分級(jí)釋放可以增強(qiáng)氣泡/絮體聚集體懸浮層的攔截作用,減小懸浮層的厚度,增加過渡層的厚度,延長過渡層中小絮體與氣泡的碰撞接觸時(shí)間；采用分級(jí)釋放時(shí),最大水力負(fù)荷可以達(dá)到14.8m/h,與常規(guī)工藝最大水力負(fù)荷(9.8m/h)相比提高了51％,處理效率明顯提高；分級(jí)釋放時(shí)

8、,可移動(dòng)式釋放器(M)與固定式釋放器(F)的釋放量比以及M與原水進(jìn)水口的距離對(duì)處理效果有顯著影響,當(dāng)M與F的流量比控制2～3之間、M與進(jìn)水口的距離在60～90cm時(shí),處理效果較好。當(dāng)氯化鐵投加量為35mg/L,,快速混合G值為648s-1,一級(jí)絮凝反應(yīng)G值為107s-1,二級(jí)絮凝反應(yīng)G值為21s-1,溶氣水回流比為15％,排渣比為10％,水力負(fù)荷為13.8m/h時(shí),分級(jí)釋放逆流氣浮工藝對(duì)各污染物的去除情況:濁度的去除率為77.5～87.