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物李開偉1，李偉英弘，陸俊宇3，馬前3，蔣福春4(1同濟大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海200092；2同濟大學(xué)長江水環(huán)境教育部重點實驗室，上海200092；3上海市虹口區(qū)環(huán)保局，上海200092；4蘇州自來水公司，蘇州215002)摘要：通過混凝一粉末活性炭

2、(PAC)吸附一浸沒式超濾膜(UF)組合工藝去除砂濾池反洗水(FBww)中溶解性有機物(DoM)，以降低后續(xù)回用過程中消毒副產(chǎn)物(DBPs)生成量。試驗對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的效果進行了比較，探討其對UV。。。和水溶性有機物(DOC)的去除效果。結(jié)果表明，PFS對有機物去除效果優(yōu)于PACl和FeCl3；PFS與粉末活性炭混合投加可增加有機物去除率，粉末活性炭為2

3、0mg／L，PFS為8mg／L時出水濁度為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UV254和D()C去除率分別達到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，達到重新利用凈水廠廢水的目標關(guān)鍵詞：溶解性有機物；混凝；粉末活性炭吸附；砂濾池反洗水；浸沒式超濾膜中圖分類號：X7031文

4、獻標識碼：A文章編號：1007—8924(2011)04—006005凈水廠砂濾池反洗水(Filterbackwashwater，F(xiàn)BWW)的主要雜質(zhì)由懸浮物、膠體雜質(zhì)、細菌和細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繁多的各類污染物，目前采用的直接排放或者進入污水處理廠進行處理的方式均存在弊端[1衛(wèi)]21世紀水資源稀缺，因此將凈水廠中的砂濾池反洗水進行有效回用成為關(guān)注熱點直接將FBWW作為凈水廠原水回用將不斷增加混凝一沉淀

5、處理單元的有機物和微生物負荷，從而可能導(dǎo)致凈水廠出水溶解性有機物(DOM)含量增加出水DOM增加會導(dǎo)致在后續(xù)消毒過程中消毒副產(chǎn)物(disfectantbyproducts，DBPs)生成量增加，這類物質(zhì)具有致癌作用[3“]美國國家環(huán)境保護局(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濾，混凝被列為控制DOM的首要方法混凝過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]本實驗研究旨在分析該工藝對砂濾反沖洗水中的有機物去除特性，為凈水廠回用FBWW提供技術(shù)支持和理論依據(jù)1試驗方法與工藝11原水水質(zhì)試驗用水來自凈水廠砂濾池反沖洗廢水，主要收稿日期：2010—05—30；修改稿收到日期：201009—05基金項目：蘇州市重點科技支撐項目(ZS0801)；國家水體污染控制與治理

7、科技重大專項課題(2008ZX07421—006)作者簡介：李開偉(1985一)，男，重慶市人，碩士研究生，研究方向為水處理理論與膜處理技術(shù)聯(lián)系人，電話：13601895068，Email：1231wyktz@tongji_educn萬方數(shù)據(jù)62膜科學(xué)與技術(shù)第31卷加腐殖酸類物質(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，有利于有機物吸附到金屬氫氧化物上口1；另外，PACl在制備時就發(fā)生水解聚合，溶于水后即形成聚合

8、陽離子，對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率變化曲線具有相似的變化趨勢，在投加量為20mg／L時PFS、PACl、FeCl。對Uv2。。的去除率分別為40％，30％，29％；投加量為8mg／L時PFS、PACl、FeCl。對UV：。。的去除率分別為24％，13％，12％但是三種混凝劑對UV2。。的去除效率較D

9、OC更高，說明混凝會選擇性地優(yōu)先去除芳香族和含碳碳雙鍵有機物混凝劑投加量／(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。時出水濁度為187221混凝一粉末活性炭吸附對出水濁度的影響NTU粉末活性炭投加量為20mg

10、／L時，隨著混凝濁度反映水中含有泥土、粉砂、微細有機物、無劑投加量的增加出水濁度與方案1比較有一定程度機物、微生物等含量濁度的高效去除可減少微生物降低，由此說明投加粉末活性炭后延長中速攪拌時的附著載體，提高后續(xù)處理過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共同沉淀時使混凝礬花與粉末活性炭共同沉淀，使?jié)岫鹊娜コЧ妶D3所示出水濁度降低，其反應(yīng)機理有待進一步研究在粉末昌∈蜷

11、愛’五PFS投加量／(rag。L1)圖3混凝劑和PAC不同投加量對濁度去除效果的影響Fig3EffectofturbidityremovalbyvariousdosagesofcoagulantandPACFBWW本身具有較好的沉降性能，通過攪拌和沉淀，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時出水濁度為085NTU；粉活

12、性炭投加量為40mg／L時，出水濁度較投加量為20mg／L時升高，這可能是因為活性炭粉末的濃度增加，導(dǎo)致混凝過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U％泓去除率的影響活性炭內(nèi)部孔隙發(fā)達、比表面積大，其對水中的色、嗅、味去除效果十分顯著，對酚類、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PFS投加量為2mg／L，8mg／L，20mg／L時，UV2。。去除率分別為9％，24％，40％方案