混凝一粉末活性炭吸附一超濾工藝去除砂濾池反洗水溶解性有機(jī)物

1、第31卷第4期2011年8月膜科學(xué)與技術(shù)MEMBRANESCIENCEANDTECHN0“)(；YVOL31No4Aug2011混凝一粉末活性炭吸附一超濾工藝去除砂濾池反洗水溶解性有機(jī)物李開(kāi)偉1，李偉英弘，陸俊宇3，馬前3，蔣福春4(1同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海200092；2同濟(jì)大學(xué)長(zhǎng)江水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200092；3上海市虹口區(qū)環(huán)保局，上海200092；4蘇州自來(lái)水公司，蘇州215002)摘要：通過(guò)混凝一粉末活性炭

2、(PAC)吸附一浸沒(méi)式超濾膜(UF)組合工藝去除砂濾池反洗水(FBww)中溶解性有機(jī)物(DoM)，以降低后續(xù)回用過(guò)程中消毒副產(chǎn)物(DBPs)生成量。試驗(yàn)對(duì)3種混凝藥劑——聚合硫酸鐵(PFS)、三氯化鐵(FeCl。)、聚合氯化鋁(PACl)處理FBWW的效果進(jìn)行了比較，探討其對(duì)UV。。。和水溶性有機(jī)物(DOC)的去除效果。結(jié)果表明，PFS對(duì)有機(jī)物去除效果優(yōu)于PACl和FeCl3；PFS與粉末活性炭混合投加可增加有機(jī)物去除率，粉末活性炭為2

3、0mg／L，PFS為8mg／L時(shí)出水濁度為085NTU，UVz54和D()C去除率分別為43％和31％；采用混凝一PAC吸附一超濾膜(UF)處理FBWW對(duì)UV254和D()C去除率分別達(dá)到51％和41％，出水濁度為019NTU，UV254為0031cm一，IXK；為276mg／L此工藝可有效降低反沖洗水中DOM含量，達(dá)到重新利用凈水廠(chǎng)廢水的目標(biāo)關(guān)鍵詞：溶解性有機(jī)物；混凝；粉末活性炭吸附；砂濾池反洗水；浸沒(méi)式超濾膜中圖分類(lèi)號(hào)：X7031文

4、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007—8924(2011)04—006005凈水廠(chǎng)砂濾池反洗水(Filterbackwashwater，F(xiàn)BWW)的主要雜質(zhì)由懸浮物、膠體雜質(zhì)、細(xì)菌和細(xì)碎的絮凝體組成濾池反沖洗廢水和沉淀池排泥水中含有種類(lèi)繁多的各類(lèi)污染物，目前采用的直接排放或者進(jìn)入污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理的方式均存在弊端[1衛(wèi)]21世紀(jì)水資源稀缺，因此將凈水廠(chǎng)中的砂濾池反洗水進(jìn)行有效回用成為關(guān)注熱點(diǎn)直接將FBWW作為凈水廠(chǎng)原水回用將不斷增加混凝一沉淀

5、處理單元的有機(jī)物和微生物負(fù)荷，從而可能導(dǎo)致凈水廠(chǎng)出水溶解性有機(jī)物(DOM)含量增加出水DOM增加會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)消毒過(guò)程中消毒副產(chǎn)物(disfectantbyproducts，DBPs)生成量增加，這類(lèi)物質(zhì)具有致癌作用[3“]美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(USE—PA)推薦去除DBPs前質(zhì)的方法有混凝、粒狀活性炭吸附和膜過(guò)濾，混凝被列為控制DOM的首要方法混凝過(guò)程中投加粉末活性炭(PAC)能夠提高污染物去除效率，緩解后續(xù)處理工藝負(fù)荷[s]隨著膜技術(shù)的

6、不斷創(chuàng)新，使用超濾膜處理FBWW日益受到重視超濾膜UF和微濾MF能夠有效去除濁度，UV：。。和D()C，降低DBPs生成的可能性[6]本實(shí)驗(yàn)研究旨在分析該工藝對(duì)砂濾反沖洗水中的有機(jī)物去除特性，為凈水廠(chǎng)回用FBWW提供技術(shù)支持和理論依據(jù)1試驗(yàn)方法與工藝11原水水質(zhì)試驗(yàn)用水來(lái)自?xún)羲畯S(chǎng)砂濾池反沖洗廢水，主要收稿日期：2010—05—30；修改稿收到日期：201009—05基金項(xiàng)目：蘇州市重點(diǎn)科技支撐項(xiàng)目(ZS0801)；國(guó)家水體污染控制與治理

7、科技重大專(zhuān)項(xiàng)課題(2008ZX07421—006)作者簡(jiǎn)介：李開(kāi)偉(1985一)，男，重慶市人，碩士研究生，研究方向?yàn)樗幚砝碚撆c膜處理技術(shù)聯(lián)系人，電話(huà)：13601895068，Email：1231wyktz@tongji_educn萬(wàn)方數(shù)據(jù)62膜科學(xué)與技術(shù)第31卷加腐殖酸類(lèi)物質(zhì)的質(zhì)子化程度，增加混凝劑水解產(chǎn)物上的正電荷密度，減少混凝劑需求量，有利于有機(jī)物吸附到金屬氫氧化物上口1；另外，PACl在制備時(shí)就發(fā)生水解聚合，溶于水后即形成聚合

8、陽(yáng)離子，對(duì)水中膠粒起電性中和及架橋作用，而FeCls在投入水中后才發(fā)生水解聚合反應(yīng)并且會(huì)受到受水的pH等因素的影響如圖2(b)所示，UV2st與DOC的去除摹、褂籃稍Uoo率變化曲線(xiàn)具有相似的變化趨勢(shì)，在投加量為20mg／L時(shí)PFS、PACl、FeCl。對(duì)Uv2。。的去除率分別為40％，30％，29％；投加量為8mg／L時(shí)PFS、PACl、FeCl。對(duì)UV：。。的去除率分別為24％，13％，12％但是三種混凝劑對(duì)UV2。。的去除效率較D

9、OC更高，說(shuō)明混凝會(huì)選擇性地優(yōu)先去除芳香族和含碳碳雙鍵有機(jī)物混凝劑投加量／(ragL1)混凝劑投加量／(ragL1)圖2不同混凝劑投加劑量對(duì)D(℃和UVzsa的去除效果Fig2EffectofIX)CandUVzs4removalbyvariouscoagulationdosages22混凝一粉末活性炭組合工藝的特性末活性炭投加量為40mg／I。時(shí)出水濁度為187221混凝一粉末活性炭吸附對(duì)出水濁度的影響NTU粉末活性炭投加量為20mg

10、／L時(shí)，隨著混凝濁度反映水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無(wú)劑投加量的增加出水濁度與方案1比較有一定程度機(jī)物、微生物等含量濁度的高效去除可減少微生物降低，由此說(shuō)明投加粉末活性炭后延長(zhǎng)中速攪拌時(shí)的附著載體，提高后續(xù)處理過(guò)程中的消毒藥劑效能，間使絮凝體與粉末活性炭結(jié)合緊密，有利于下一步減少其使用劑量添加粉末活性炭前后各混凝劑對(duì)共同沉淀時(shí)使混凝礬花與粉末活性炭共同沉淀，使?jié)岫鹊娜コЧ?jiàn)圖3所示出水濁度降低，其反應(yīng)機(jī)理有待進(jìn)一步研究在粉末昌∈蜷

11、愛(ài)’五PFS投加量／(rag。L1)圖3混凝劑和PAC不同投加量對(duì)濁度去除效果的影響Fig3EffectofturbidityremovalbyvariousdosagesofcoagulantandPACFBWW本身具有較好的沉降性能，通過(guò)攪拌和沉淀，出水濁度為601NTU如圖3所示，方案1中，PFS投加量為8mg／L時(shí)出水濁度為199NTU方案2中混凝劑投加量為8mg／L，粉末活性炭投加量為20mg／L時(shí)出水濁度為085NTU；粉活

12、性炭投加量為40mg／L時(shí)，出水濁度較投加量為20mg／L時(shí)升高，這可能是因?yàn)榛钚蕴糠勰┑臐舛仍黾?，?dǎo)致混凝過(guò)程不能有效地去除殘留在水中的活性炭粉末222混凝一粉末涪I生炭吸附對(duì)U％泓去除率的影響活性炭?jī)?nèi)部孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大，其對(duì)水中的色、嗅、味去除效果十分顯著，對(duì)酚類(lèi)、農(nóng)藥、消毒副產(chǎn)物及其前質(zhì)也有很好的吸附效果如圖4所示，采用方案1時(shí)PFS投加量為2mg／L，8mg／L，20mg／L時(shí)，UV2。。去除率分別為9％，24％，40％方案