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我国自来水厂多以传统的水处理工艺为主,但是传统的水处理工艺很难有效地去除突发性污染事件带来的有机微污染物。因此,在突发性有机微污染事件后迅速有效处理水中污染物,提出并完善相对的应急处置预案对桂林市自来水厂的正常安全供给意义重大。
本实验以桂林市饮用水源发生突发性有机微污染物为研究对象,参考桂林市自来水厂的工艺参数,通过烧杯实验模拟研究有机微污染物污染对饮用水水质的影响,并以此提出突发性有机微污染的应急处理对策。
在大量实验的基础上,通过多因素正交实验、单因素实验以及拟合实验相结合的综合研究方法,得出应急处理饮用水源突发有机微污染污染的技术参数。研究结果表明:
自来水厂现有混凝沉淀工艺去除有机物影响因素的主次性依次为:pH>聚合氯化铝>静置时间>动力学条件,优化方案为水动力学条件(快速/中速/慢速)45s/240s/915s,pH=7,聚合氯化铝4 mg/L,静置时间30 min。在自来水厂现有工艺条件(聚合氯化铝平均投加量3 mg/L)下,当进水浊度大于4.8 NTU、CODMn大于4 mg/L、TOC大于9 mg/L时,各出水指标难以达标。当聚合氯化铝投加量大于15 mg/L时,出水铝浓度超标。
粉末活性碳对有机物的吸附平衡时间为20 min,用Freundlich和Langmuir吸附等温线表征,两者相关系数均大于0.9,相关性较好。粉末活性炭对CODMn的单位吸附量为39(mg/g粉末活性炭),进水CODMn超标浓度与实际投加量/理论投加量的比值的关系为y=-0.0325x2+0.456x-0.077,相关系数R2=0.9995,比值随着进水CODMn浓度增大而增大,相关性较好。粉末活性碳吸附在pH=5~6时效果较好。
过氧化氢和高锰酸钾去除CODMn的影响因素主次性依次为:水动力学条件>聚合氯化铝>氧化剂>预氧化时间,优化方案为水动力学条件(快速/中速/慢速)45s/240s/915s、聚合氯化铝3 mg/L、过氧化氢0.2 mg/L或高锰酸钾0.3 mg/L、预氧化时间15 min。过氧化氢与硫酸亚铁的摩尔比为12.5,pH=3~5时,适量的Fenton试剂,对CODMn和UV254的去除率达到40%和35%左右,在当pH=7~8的时候,对CODMn和UV254的去除率分别为20%和25%左右。高锰酸钾对CODMn、TOC和UV254的去除率在10%~15%左右,对浊度的去除率在60%左右,加大高锰酸钾的投量,去除率变化不大,却增加水的色度。
实验表明:粉末活性碳+Fenton试剂+聚合氯化铝或粉末活性碳+高锰酸钾+聚合氯化铝联用工艺能够有效去除有机物,出水CODMn、浊度、TOC、UV254能达到标准要求,水中残留的铝离子、铁离子和锰离子均没有超出国家标准。