预压力混凝沉淀除藻工艺中有机物变化规律与去除研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:changjian200910
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为了探讨采用预压力混凝沉淀工艺是否优于现有的处理工艺,加压是否会导致藻细胞的破裂,造成水源的二次污染的问题,本文主要关注并研究了预压力处理后水中溶解性有机物(DOC)、嗅味物质(土臭素、二甲基异冰片等)、水体有机物分子量分布等主要指标的变化规律,并针对预压力处理后,后续混凝沉淀、粉末活性炭对这部分物质的去除研究,以获得安全、高效、经济的处理含藻水源水的处理工艺。主要研究结果如下:(1)含藻水经0.4、0.5、0.6、0.7、0.8MPa压力作用后,水样DOC浓度均未高于原水DOC值。加压并不会造成藻细胞的破裂,而仅仅是破坏了微囊藻细胞内气囊壁,在促进藻细胞下沉的同时,并未对水体造成二次污染。含藻水在经过4中不同的加压方式:缓压缓泄、缓压快泄、快压快泄和快压缓泄后,DOC值均未增加,相反还有不同程度的减少,这说明,不管何种加压方式都不会造成蓝藻细胞的破裂,藻细胞内有机物不会由于加压、泄压速度的变化而发生泄漏。含藻水经高锰酸钾与次氯酸钠预氧化都会导致水中DOC的增加,但高锰酸钾对于藻细胞的破坏作用弱于次氯酸钠,次氯酸钠对藻细胞的破坏作用比较大,泄漏的有机物较多。由此可见,预压力法比预氧化工艺更安全。(2)经预压力处理后,有机物分子量减小。大分子区200 kDa~500 kDa所占比例相较于原水都有不同程度的减少,而小分子区50 kDa~100 kDa却有一定比例的增加,且随着压力的增加,最高峰值也会降低,这说明水中某些大分子物质会因为压力的作用而导致分子链断裂,成为了小分子,引起水中有机物分子量分布的变化。经高锰酸钾1.0mg·L-1和2.0mg·L-1氧化后,它们的相对分子质量分布与原水基本一致。次氯酸钠氧化后,其分子量分布会有一定的左偏,但最高峰值无明显降低,说明氧化后水中小分子分子量物质会有一定的增加,且在1.0mg·L-1和2.0mg·L-1投加量下的分布曲线基本重合。(3)经高锰酸钾预氧化后,随着氧化剂含量的增加,GSM和p-环柠檬醛的含量降低,而经次氯酸钠氧化后则相反,随着有效氯含量的增加,嗅味物质值也增加。预压力处理方式在仅通过物理作用的条件下,未造成嗅味物质的增加。1.0mg·L-1和2.0mg·L-1的次氯酸钠预氧化则分别增加了p-环柠檬醛含量的20.57%和51.90%。(4)含藻水经预压力处理后,混凝剂投加量在20-45mg·L-1范围内,随着混凝剂投加量的增加,浊度、高锰酸盐指数、DOC浓度均呈逐渐下降的趋势。预压力,高锰酸钾、次氯酸钠预氧化在混凝沉淀后,在除藻效果上,预压力混凝沉淀效果远远超过其余两种处理方式,对于DOC的去除,预压力去除率可达到近30%,高于次氯酸钠预氧化15%-30%左右,高于高锰酸钾预氧化10~20%左右。(5)当水源水中有机物含量不是很高时,考虑投加少量粉末活性炭2mg·L-1、5mg·L-1就可以提高水中溶解性有机物的去除率。粉末活性炭投加量在2mg·L-1、5mg·L-1时,随着投加时间的延长,DOC去除率呈上升趋势,说明在混凝进行了一段时间后,再投加粉末活性炭会对有机物的去除率有一定的提高,但后投加会使粉末活性炭不能很好的去除,悬浮的活性炭会造成水体浊度的增加。综合来看,可以选择粉末活性炭与混凝剂同时投加。(6)预压力混凝沉淀处理过后的水样在浊度、DOC、嗅昧物质的去除上有很好的效果,但经高锰酸钾预氧化,再投加粉末活性炭在DOC的去除率更高。因此,预压力与高锰酸钾预氧化联合工艺,在投加粉末活性炭混凝沉淀后,其浊度最低能降至0.6NTU左右,DOC的去除率也得到了提高。因此,预压力后投加适量的高锰酸钾氧化,既能除藻又能降低有机物浓度。(7)动态试验中,对比预压力混凝、原水直接混凝、预氧化混凝、预压力+预氧化混凝组合工艺对藻类及溶解性有机物的去除发现,预压力处理工艺占很大的优势。溶解性有机物主要均在混凝沉淀过程中去除,平均去除率可达30%,过滤消毒后,DOC值会有轻微上浮。若要进一步提高溶解性有机物的去除,可在对原水加压后投加少量高锰酸钾氧化。
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