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混凝及强化混凝对珠江( 广州段) 水源中有机物的去除效能 专业：环境工程 硕士生：周蓉 指导教师：李适宇教授 梁咏梅博士 摘要 水源的有机污染不仅使水体浊度，色度等感观性状指标恶化，还会在消毒过 程中形成卤代有机物，影响出厂水质。在原水污染严熏的情况下，常规的给水处 理工艺无法提供优质，安全，可靠的自来水。如何去除水中的有机物，尤其是溶 解性有机物已成为研究热点。 水中有机物的组成和特性影响其去除效果，有研究表明，有机物的分子量分 布也是影响其去除效率的重要因素之一。 本论文采用超滤分离方法，研究了珠江( 广州段) 水源中溶解性有机物分子量 分布，利用烧杯搅拌试验，结合加氯消毒，研究了常规混凝沉淀工艺，高锰酸钾 预氧化及粉末活性炭吸附强化混凝等工艺) c 寸有机物的去除效果，探讨了珠江f 广 州段1 水源中有机物分子量分布特性与水处理工艺的相关性及其对水处理工艺选 择的指导作用。结果表明： 1 珠江( 广州段) 水源水中小分子量有机物含量最高，小于1 k 的有机物含 量为4 6 6 2 1 1 。影响水中有机物分子量分布的因素主要有水体有机污染的 来源，水体所处的生态环境，季节等。 2 混凝对水中大分子量有机物的去除率高，对小分子量有机物( 分子量小 于1 k ) 的去除率很低( d o c 的去除率在1 0 左右) 。由于珠江( 广州段) 水源中， 中小分子量有机物占绝大多数，且个别地区有机污染严重，单纯采用混凝沉淀的 处理工艺很难取得理想的有机物去除效果。 3 高锰酸钾预氧化强化混凝可以扩大混凝去除有机物的范围，不但提高大 分子量有机物的去除率，使小于1 k 的小分子量有机物的去除率也提高到4 0 左 右。 4 投加粉末活性炭强化混凝也可以显著提高原水有机物的去除率。这是因 为粉末活性炭吸附有机物与混凝去除有机物具有互补性。即混凝优先去除大分子 量有机物，而粉末活性炭对中间分子量有机物的吸附性能较好。 5 珠江( 广州段) 水源水中小分子量有机物对消毒副产物生成的贡献较大。 因此要控制消毒副产物生成量，必须提高小分子量有机物的去除率。采用强化混 凝手段有利于消毒副产物的控制。 综上所述，对于遭受严重有机污染的珠江( 广州段) 水源水质，常规的混凝， 沉淀，过滤，消毒的给水工艺很难取得令人满意的有机物去除效果。采用适当的 强化混凝手段可以提高有机物的去除率，并能在一定程度上控制消毒副产物。 关键词：珠江( 广州段)溶解性有机物超滤分子量 处理工艺去除率消毒副产物 t h er e m o v a lo fo r g a n i cm a t t e r si nt h ep e a r lr i v e r ( g u a n g z h o ur e a c h ) s o u r c ew a t e rb yc o a g u l a t i o na n d e n h a n c e dp r o c e s s e s m a j o r ： e n v i r o n m e n t e n g i n e e r i n g n a m e ：z h o ur o n g s u p e r v i s o r ：p r o f l is h i - y u d r l i a u gy o n g - m e i a b s t 气c t t h eo r g a n i cm a t t e r si nt h es u r f a c ew a t e ra l en o to n l ys o u r c eo ft u r b i d i t ya n dc o l o r , b u ta l s ot h ep r e c u r s o r so fh a l o g e n a t e db y - p r o d u c t sd u r i n gd i s i n f e 砸o np r o c e s s 。i ti s d i f f i c u l tf o rt h ec o n v e n t i o n a lt r e a m l e mp r o c e s s e st oe n s u r et h eg o o dq u a l i t y s a f e t y , a n d r e l i a b i l i t yo fd r i n k i n gw a t e r h o wt oe f f e c t i v e l yr e m o v et h eo r g a n i cm a t t e r s 。e s p e c i a l l y t h ed i s s o l v e do r g a n i cs u b s t a n c e s ，h a sb e e no fi n c r e a s i n gi n t e r e s t i ti sw e l lk n o w nt h a tt h ec o m p o s i t i o na n dc h a r a c t e r i s t i c so ft h eo r g a n i c si n f l u e n c e t h ee f f i c i e n c yo fd r i n k i n gw a t e rt r e a t m e n t i n i t i a lr e s e a r c hs h o w st h a t t h em o l e c u l a r w e i g h t m w ) d i s t r i b u t i o no fd i s s o l v e do r g a n i cm a t t e r si sa l s ot h ei m p o r t a n tf a c t o rt h a t i n f l u e n c et h er e m o v a le f f i c i e n c yo f t r e a t m e n tp r o c e s s e s u l t r a 丑l t r a t i o nt e c h n i q u ew a su s e di nt h i st h e s i st os t u d yt h ec h a r a c t e r i s t i c so f o r g a n i cm w d i s t r i b u t i o ni nt h e a 畦r i v e r ( g u a n g z h o ur e a c h ) s o t l i c 宅w a t e r j a rt e s t s t o g e t h e r w i t hc h l o r i n a t i o nw e r ec o n d u c t e dt o i n v e s t i g a t et h eo r g a n i cr e m o v a lb y c o n v e n t i o n a lc o a g u l a t i o n ，e n h a n c e dc o a g u l a t i o nw i t hp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e p r e - o x i d a t i o n , e n h a n c e dc o a g u l a t i o nw i t hp o w d e r e da c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o na n d t h e c h a n g e so fd i s s o l v e do r g a m cm w d i s t r i b u t i o n t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nd i s s o l v e d o r g a n i cm w d i s t r i b u t i o na n dn e a 慨n ta p p r o a c h e sw a sd i s c u s s e da n dt h ei m p l i c a t i o nf o r t h eo p t i m i z a t i o no f w a t e r p u r i f i c a t i o np r o c e s sw a sg i v e n t h er e s u l t ss h o w e d ： 1 p e a r lr i v e r ( g u a n g z h o ur e a c h ) s o u r c ew a t e rm a i n l yc o n t a i n sl o wm wo r g a n i c s ， m f o r l o w m w o r g a n i c s 81 k d a l t o n ) a r e 4 6 - - 6 2 。1 1 o f t o t 艇t o c 2 c o n v e n t i o n a lc o a g u l a t i o np r o c e s si se f f e c t i v et or e m o v eh i g h e rm w o r g a n i c s ， b u tl e s se f f e c t i v eo nl o w e r v l wo r g a n i c s ，t h ed o c r e m o v a lo fl o wm w o r g a n i c s81 k ) i sa b o u t1 0 b e c a u s el o w e rm w o r g a n i c si sd o m i n a t i v ei nt h ep e a r lr i v e r ( g u a n g z h o u r e a c h ) ，c o n v e n t i o n a lc o a g u l a t i o np r o c e s si sn o tas u i t a b l ea p p r o a c hf o ro r g a n i cr e m o v a l 。 3 e n h a n c e dc o a g u l a t i o np r o c e s sw i t hp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ep r e - o x i d a t i o nc a n r e m o v eo r g a n i c sa tr e l a t i v ew i d e r 姗r a n g e p e r m a n g a n a t ep r e - o x i d a t i o ni n c r e a s e dt h e r e m o v a lo fh i g h e rm w o r g a n i c sa sw e l la so fl o w e r 黼o r g a n i c s t h ed o c r e m o v a lo f l o wm w o r g a n i c skl k ) i sa b o u t4 0 4 e n h a n c e dc o a g u l a t i o np r o c e s sw i t hp o w d e r e da c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o nc a n a l s oe n h a n c et h er e m o v a lo fd i s s o l v e do r g a n i cm a t t e r si nw a t e r a c t i v a t e dc a t t m n p r e f e r e n t i a l l ya d s o r bt h em i d d l ea n dl o wm wo r g a n i c s a c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o ni sa g o o ds u p p l e m e n t a r yp r o c e s sf o rc o n v e n t i o n a lc o a g u l a t i o n 5 t h el l i g h e rc o n t e n to fl o w e rm w o r g a n i c si np e a r lr i v e rw a t e r , a l s oh i g hi n u v 2 5 4 ，a r gt h em a i np r e c u r s o r so fd i s i n f e c t i o nb y - p r o d u c t so b p s ) p r o m o t i n gt h e r e m o v a lo fl o w e rm w o r g a n i c si st h ek e yt oc o n t r o ld b p si nf i n i s h e dw a t e r e n h a n c e d c o a g u l a t i o np r o c e s sc o u l db eo n eo f e f f e c t i v ew a y s i ns u m m a r y , t ot h eq u a l i t yo ft h ep e a 矗r i v e r ( g u a n g a h o um a 穗，r a ww a t e r , w h i c h h a sb e e ns e r i o u s l yc o n t a m i n a t e db yo r g a n i c s ，t r a d i t i o n a lt r e a t m e n tt e c h n i q u e ( c o a g u l a t i o n ， s e d i m e n t a t i o n , f i l t r a t i o na n dd i s i n f e c t i o n ) i sd i f f i c u l tt os a t i 海t h er e q u i r e m e n t so fh i g h q u a l i t yd r i n k i n gw a t e r e n h a n c e dc o a g u l a t i o np r o c e s sc a n i n c r e a s et h er e m o v a lo fa q u a t i c o r g a n i c sa n dc o n t r o ld b p s 协s o m ee x t e n l k e yw o r d s ：t h e p e a r lr i v e r ( o u a n g a h o ur e a c h ) ， d i s s o l v e do r g a n i cm a t t e r ,u l t m f f i t m t i o n , m o l e c u l a rw e i g h t ， d r i n k i n gw a t e rt r e a m e n t , r e m o v a l ，d b p s 1 v 中山大学硕士学位论文 第1 章引言 第1 章引言 1 1 水体有机污染及其对供水水质的影响： 近年来随着城市化进程的飞速发展，工农业生产的高度发达，人类在生活和 生产过程中产生的有机废物，通过各种途径直接或间接地污染着水体，加上生态 平衡的破坏，水土流失加剧，使水体中有机物不断增多，水质成分日益复杂。这 种情况在产业结构不够合理又迫切需要发展经济的发展中国家尤为突出e 在筏藿，承搭受袁撬污染瓣馕提藏卡分严竣。撮擐 2 0 0 3 全嚣繇壤霞量公 报( 中国国家环保局) ：2 0 0 3 年度七大江河水系4 0 7 个重点j l 拄测断面中，3 8 1 静甄鬻满是l 疆类承质要求，3 2 。2 静断甏耩弹、v 类永矮，2 9 7 豹繇磷 属劣v 类水质，不达标水体主要呈现为有机污染，主要污染指标是石油类、生化 需氧量、氨氮、高锰酸箍指数、挥发酚等；2 0 0 3 年度簸测酶2 8 个重点湖库中， 满足i i 类水质的湖库有1 个，占3 6 ，i l l 类水质的湖艨有6 个，占2 1 4 n ，i v 、 v 类水质湖库有1 1 个，占3 9 3 ，劣v 类水质湖库有l o 个，占3 5 7 ，湖库水 系主要污染携攒标为离锾酸盐攒数，总缀，总磷，部分溺疼塞营棼纯程发严重叹 水体的有机污染必然波及到水源水质。我国9 0 以上的城市水源污染严重， 透半数瑷上懿黧熹城镇窳源承震不舞台窳源拳矮标准翻，萁孛煮要污染撵标爨然 是生化需氧量、氨氨、商锰酸盐，粪大肠菌群等有机类污染指数。尽管水源污染 毫经雩l 涎各国政府静充分重裰，毽界各缝的环缣工作者在农深绦护方薅键傲了大 量的努力，但由于种种人为或自然的原因，水源有机污染仍呈上升趋势，有机溜 染正在潜移默他罐影响着我们嬲围的环境，威胁着人类的健康，问时加蒯水资源 短缺的矛盾。 水源的有机物污染，不仅宣接影晌自然水体的浊度，色，嗅，味等感观性状， 弱露对零处理王艺及爨农承质茨影晌受必溪远，使久类越来越赡以撬裂寰全可纛 的饮用水源。有机物对净水工慧及供水水质的影响主鬃表现在以下几个方面： f 1 ) 影璃辩承串胶俸耪囊瓣去豫。密辍蘩一般豢鸯较蔫藜表藿耄荣，易毅辫 在胶体颗粒表麟，形成有机保护膜，使胶体表耐电荷密度增大，从而阻碍胶体颗 粒的靖合，增翔了胶俸的稳定校滋。要遮至g 供承承质标准，剜需迸一步提高混凝 中山大学硕士学位论文 第1 牵引言 荆用量，引起水厂运行费用的显著增加，提高制水成本。此外，由于我国水厂大 多袋震锯簸滢凝裁，渥凝裁投量熬提毒可黥导致式厂畚铝燕子浓瘦超标，藏胁镶 水安全性。 ( 2 ) 影响矾花的沉降性能。有机物混凝后形成的矾花较无机矿物质的矾花密 度小，强度低，沉降性能差【4 】。如果水中有机物含量过高，会直接影响沉淀池的 沉淀效率，使相当一部分污染物进入滤池，加重滤池的表面负荷，缩短滤池工作 周期，使反冲洗水量增加。 ( 3 ) 影响水体中的藻类含量。地表水源，尤其是湖泊，水库水中如果含有大 量有机物，会使水体富营养化的风险大大提高，引起藻类的过废繁殖，进而对水 源水质及水处理构筑物产生一系列危害。藻类在新陈代谢过程中不仅会产生多种 嗅味，还会产生藻毒素，毒害水生动，植物，甚至通过食物链威胁人类的健康【3 】。 藻类一般带负电，具有较高的稳定性，难于混凝，比重轻，难于沉降，黏附在滤 料表面，使滤池堵塞，尺寸小的藻类甚至可以穿透滤池，进入给水管网中。 ( 4 1 影响水体中其他污染物性质及浓度的分布。有机物在随水流迁移时自身 会不断发生变化，产生一些新的有机污染物。某些有机物还会与水中其他的有毒 有害物质( 如重金属，农药等) 发生一系列的络合反应，使这些有毒有害物质在水 体中的存在形式更为稳定，溶解度更高，迁移能力更强，影响范围更广，去除难 度更大f 5 1 。一些原本毒性较小的物质，与有机物反应，会生成毒性更高的有机态 物质，如汞一甲基汞，发生在日本的水俣病就是由水体中的甲基汞引起的。 ( 5 1 影响供水生物稳定性。所谓生物稳定的饮用水是指在配水系统中不会引 起大肠杆菌等异氧菌的再繁殖，从而引起水的色，嗅，味和浊度上升的饮用水i 嗣。 残留在出厂水中的有机物进入输配水管网，成为细菌再繁殖的物质基础，破坏供 水的生物稳定性，增加供水的细菌学风险。造成管网水质恶化，如浊度，色度上 升，细菌总数超标，甚至大肠杆菌的爆发。同时管网中的有机物会腐蚀输配水管 道，缩短供水设施的服务寿命，增加配水系统动力消耗。 ( 6 1 影响供水中消毒副产物的种类，浓度。水源中的部分有机质是与卤素反 应形成消毒副产物( d b p s ) 的前体物质，其中最重要的前体物包括腐殖质，藻类，蛋 白质，酶和一些具有活性炭原子的小分子有机物用。d b p s 的“三致”( 致癌，致 突变，致畸) 作用及致内分泌紊乱的作用已被大量的医学实验证实。影响d b p s 2 中山大学硕十学位论文 第l 章引言 生成的因素包括水体中有机质的性质和浓度，消毒剂的种类和浓度，接触时间， d h 值，温度等。一般认为水中有机物( 尤其是芳香族类有机化合物) 浓度越大， 消毒后出水中d b p s 的含量越高【8 l 。 长期以来，我国给水处理工艺均是采用混凝，沉淀，过滤，加氯消毒的常规流 程。这种工艺以合格水源水质为基础，以胶体及悬浮物质为去除对象，以浊度和 细菌总数为控制目标，但对有机物尤其是溶解性有机物的去除能力很低 f 2 0 3 0 ) 1 9 。由于常规净化工艺对原水中溶解性有机物缺乏有效的控制能力， 在原水中有机成分含量较高的情况下，易导致供水水质下降。近年来，随着社会 经济的发展和生活水平的提高，人们对生活饮用水水质标准也有更高的要求。原 水中有机物的存在对传统给水处理工艺水质的影响及其去除对策已成为当今给 水处理研究领域的热门话题。 1 名本源永孛鸯枫物的来源及分类 造成永体蠢穰污染的因素舔常复杂，包慈入海因素葙叁然戳索。其聚源主要 分为：天然有机物，工业废水和生活污水中的有机物，大气中的有机污染物，城 市和农l 疆地表衽流中的有机物。 水体中的天然有机物一部分来源予水生动横物在囱然循环过程中产生的中 间产物，是动植物腐烂分解所产生的大分子有机物；一部分来源子水体底泥的释 敷班及隧径流滋入水体煞壤串鳃天然鸯粳震雎o l 。近年来，由予森转砍伐，接被 破坏造成水土流失，使土壤腐殖质等有机物进入水体也是水环境质量下降的又一 重要霞豢。 我国大部分城镇污水处理率很低，约8 0 的污水未缝有效处理而直接排入水 体翻。鞠使在建有污永处理厂静犬城市镌有大豢虢合流海永在雨季未经楚理雨纛 接向水体溢流。水产养赡，水上运输，水上娱乐等也是水体产生有机污染的来源。 由大气污染造成的水域污染近年来受到社会的关淀，被汽率尾气，缝圾焚烧 爝气，磐类工故废气等污染的大气，经黼农潍洗迸入地袭水体。城市地表污染物 ( 如垃圾填埋场渗滤液) ，农田污染物( 如腐殖质，有机农药，化肥) 等或随搦照 表经滚送入缝溪瘩薅，躐下渗囊遮下承髂，壤热农俸纛掇兹会爨。 3 中山大学硕士学位论文 第1 章引言 大量资料表明，水环境中大约有8 6 的有机物直接或间接与人类的生产，生 懑溪动考关，哭蠢1 4 来滚予謇然繇凌溺。 由于水体中有机物的来源及演化过程非常复杂，且腐殖质等有机物能与水中 大多数藏分迸行离子交换帮络合凝应，要辩水中裔祝耪的成分进行分离并褪纯是 相当困难，甚至熄不可能的。根搬现有的检测手段，一般按照以下几个标准对水 中有机物进行分类； ( 1 ) 按有机物来源 分为天然有机物( n o m ) 和人工合成有机物( s o c ) 。 水体中的天然有机物包括腐殖质，丹宁，木质素，藻类及一些嗅味物质，其 中腐殖质的含量最高 2 1 。水体中的腐殖质来源于水生动植物残体腐烂过程的中间 产物和微生物的合成过程，以及土壤腐殖质低分子量组分。尽管早在2 0 0 年前， 人们对腐殖质就有所认识，但由于腐殖质的形成过程非常复杂，其化学组成与其 前体物及所处环境的地球化学演变过程有关，迄今为止，科学界对腐殖质的认识 主要是它在各种环境条件下表现的行为和特性，对它精确的化学构成尚没有形成 系统理论。一般认为腐殖质是一类含有酚羟基，羧基，醇羟基，羰基等多种官能 团的大分子缩合物，水生腐殖质的分子量在几百“几万d a l t o n ，一般 5 0 0 2 0 0 0 d a l t o n 占多数【1 1 l 。腐殖质本身无毒无害，但由于其带负电，具有大量官 能团和吸附位，对各种阳离子和基团有极强的吸附能力和结合反应能力，如与水 中极性的有机化合物反应，与重金属形成络合物，与卤族元素反应生成消毒副产 物( d b p s ) ，使腐殖质转化为溶解度大，迁移能力强，毒性大且难于通过常规挣 水措施去除的物质。 藻类有机物是藻类，藻类的分泌物及藻类分解产物的总称。藻类有机物中约 6 0 为糖类物质，4 0 为有机酸，氨基酸，多肽等。一般藻类多生长在氮，磷 含量较高，富营养化程度严重的湖泊水库等水域。藻类的存在不仅严重影响水处 理效果，而且藻类本身含有藻毒素，对水生动植物及人类有毒害，藻类也是典型 的消毒副产物前体物【1 2 1 。 随着现代化学科学和技术的发展，人工合成化学品，尤其是有机合成物，逐 年增加，它们通过水，气，土，运输，贸易等途径直接或间接地在全球环境中扩 4 中山大学硕士学位论文第1 章引言 散，并相互影响。其中部分有机化合物具有如下一些威胁生态平衡和人类健康的 特性：毒性，难以降解，环境残留水平高，可生物积累，三致作用( 致癌，致畸 形，致突变) 。美国早在二十世纪七十年代就在饮用水标准中规定了应优先控制 的有毒化合物指标。我国的地表水环境质量标准( g h z b l 1 9 9 9 ) 中针对 i ，i i ，i i i 类水体，明确规定了四十种有机化合物的标准，包括苯并芘，甲基汞， 氯代苯，卤代烃，苯系物，酚类，农药等。人工合成的有机物相对于水体中的天 然有机物对生态环境，对人类健康的危害更大。 ( 2 ) 按有机物的物理化学指标 颗粒态有机物( p o c ) 和溶解性有机物( d o c ) 。一般认为可通过o 4 5 a n 微孔滤膜的有机物为d o c ，反之为p o c 。 亲水性有机物和憎水性有机物。由于水是极性分子，极性较强的有机物和水 的亲和能力较强，极性较弱的有机物则和水的亲和力较弱。有机物的极性是由其 结构决定的，一般可电离的基团越多，其极性越强。憎水性有机物通过混凝，沉 淀等常规手段处理去除率较高【1 3 】。 可生物降解的有机物( b d o c ) 与不可生物降解的有机物( n b d o c ) 。由于水 源中有机物增多，易造成出厂水中残留有机营养物，引起配水系统细菌的再繁殖。 营养物已成为给水处理的控制对象，而生物处理是去除营养物的有效手段之一。 b d o c 反映了水中微生物可利用基质的多少，通过b d o c 与d o c 的比值，可以 判断原水可生化处理性，指导处理工艺的选择【4 】。 ( 3 ) 辗据有爨物滚蕊分予基 利用超滤技术可将水中的有机成分按照其表观分子量谶行分级。分子髓 ( m w ) 1 0 k d a l t o n ) 有机物的去除效率高，而对小分子量r m w i k d a l t o n 的 有机物【2 2 】，而且改变混凝条件会使制水成本有大幅度提高，同时带来出厂水混凝 剂超标等隐患。可见，对于有机物浓度较低的原水采用常规处理技术可以使出水 水质达标，而对于有机污染较严重，且有机物以小分子量为主的原水，采用传统 净水工艺去除有机物的效果是有限的。 1 4 4 强化健统绘永工艺撼裹露水鸯极携去除事的研究 传统给水处理工艺对去除原水有机物存在局限性，如果采用新的处理工艺必 缓黯琨蠢熬蠡采窳厂遴学太栽模豹技术浚造，曼运行费翊大大越过黄缝王艺。发 展中国窳限于缀济实力，给水工艺的改革只能怒个渐进的过程。建立在传统的混 凝，沉淀，过滤，清毒工艺基磷之上豹强纯瀑凝工艺由予可敬不菠交承厂主要鹃 净化流稷，投资少，见效快而受到国内外给水界的关注肚2 1 。围绕这方面的研究主 要有以下几方面： ( i ) 改善瀹凝条件 一簸沃为溅凝去豫蠢规穆瓣影夔嚣豢主要爨拳麴p 珏值，求孛毒援镑魏秘类 及浓度，混凝剂的类型和投加爨，水的碱度，温度等。改变混凝条件可以提高混 凝霹存撬耱懿去狳率。辩谖整壤承舔德，罴掰嵩效灞凝裁，璐凝裁，踱善瀑念 反应的水力条件等，最大限度地去除有机物，从而尽爨减少消毒副产物( d b p s l 的生成麓嘲。 p h 值是强化混凝效果的决定因素，一般混凝的最佳p h 范围在5 6 。这是 1 0 中山大学硕十学位论文第1 章引言 因为p h 会改变水中有机物的存在形态，小分子量的有机物在弱酸性环境下，质 子化程度提高，电荷密度下降，亲水性减弱而憎水性加强，容易被混凝去除口2 1 。 同时，p h 降低有利于使混凝剂水解成较高价位的金属离子，更易与有机物形成 有机金属盐而沉降l 卅。d h 的变动虽然可以提高混凝效果，但需要增加药剂成本， 占地和维护管理工作量。因此，原水处理是否调整p h 应经过技术经济比较确定。 大量试验一致认为混凝剂对水中有机物的去除有选择性。混凝较易去除大分 子量的憎水性有机物，而对小分子量有机物，尤其是分子量小于0 s k 的有机物 几乎没有作用【1 4 1 。在决定原水处理工艺前测定水中有机物分子量的分布是非常有 必要的，可以据此判断混凝沉淀工艺对原水有机物的理论最大去除率及是否适宜 仅通过混凝的方法来使出水水质达标。 不同的混凝剂对相同水源的有机物去除有相当大的差异，如在去除低分子 量有机物时，金属混凝剂的去除效果优于阴离子高分子型混凝剂，碱式氯化铝处 理低浓度有机物的效果比铁盐好t 洲。混凝剂的投加量对有机物的去除也有影响， 但混凝对有机物的去除存在极限值，一味加大混凝剂的投量并不能突破极限值， 同时过量投加混凝剂，使出水中混凝剂含量超标，对人体健康的危害也不容忽视。 传统混凝沉淀工艺主要去除分子量为1 0 k 以上的有机物，通过混凝改善混 凝条件可以一定程度扩大有机物分子量去除范围( 可达3 k 以上，甚至更低) 。在 原水水质较好，有机微污染程度低的情况下，适当改善混凝条件为较理想的技术 方案 f 2 ) 预氧化法： 氧化法怒通过氧化剂辩乏氧化破坏水中的有机物质，初步去除和转化有机物， 减轻处理工慧熬受担，冠辩有效蝗控制漕毒副产物的生成。疆翦采瘸熬氧化剂主 要有c 1 2 、0 3 、k m n 0 4 、h 2 0 2 和c 1 0 2 镣，这些都属于亿学氧健法。这种方法既 可以单独使用，也可以根据水质等条件和要求与其宦处理方法联合使用，这样往 往髓够取褥爨好豹处理效浆。近些年来又出理了光激发氧纯和光镁纯氧化的光能 学氧化法，窀的特点是其裔极强的氧化能力，对寄枫物的去除效率高，在去除农 中微量有机物等有致癌作用的污染物方面比其它去除污染技术有麒独特的优点。 c 1 2 颈氯化，是人类最警且最广泛威矮子生产鲍鞭氧仡按本。安践证明，预鬣 1 1 中出大学颈学穗论文 第1 章g 富 化在除藻，抑制微生物生长，促进絮凝簿方面有非常好的功效。但翻从美国于十 九世纪七十年代发现氯化，尤其是预氯化，与原水中未经处理的天然有机物 ( n o m ) 爱寂，稷易生成大潼静d b p s ，骰赛各国都饕鬻重褫滂毒翮产物静磋突， 欧美等国家制定了严格的饮用水水质标凇。因此预氯化工艺必须根据原水水质条 件，结合水质标准，严格控制投加量。对于有机污染较严重的原水，采用预氯化 工艺茏箕应髅霾。 针对a 2 预氯化的缺陷，人们研究开发了0 3 ，c 1 0 2 , h 2 0 2 等其他化学氧化剂。 这些氧化剂的氧化枫理都怒形成具有强铽化作用的疑基自由基o h - 作为氧化中 闻产物来氧像分解有辊镌。 臭氧的氯化能力极强，氧化还原电位为2 0 7 v ，谯碱性溶液中仪次于氟。预 炱氧化技术可用于腿色除嶷、部分去除域转化有机污染物、控制氯化消毒副产物、 去除藻类和藻毒素、韵凝和劲滤等圜，懿奚氧位学不稳定往使其瓣零凑的改善稷 度取决于原水水质和臭氧化条件。水中有机物种类，来源及分子结构的复杂性使 炱氧的氧化机理更为复杂，通常在正常绘水处理中低炱氧投加量的条件下，臭飘 冀能将大分予蟹的有税物转仡为，l 、分子麓的有瓠物，簿它并不髓褥蠢梳耪拯底襞 化为c 0 2 和h 2 0 。由于小分子量有机物可生化性强，臭氧化可能使出水a0c ( 可同纯有机羰) 含量舞黼，嚣相应的聪续处理环节加以配合，磷则会影响饮用 永静生物稳定性瀚。同时嶷氧亿过程氇会产生一些有海有害的截产耱，翔甲醛释 溴酸盐。由于臭氧化机理有待进一步认识，臭氧化的投资及运行赞用较高，目前 鞭臭氧化工慧在国蠹的应髑不广泛，也不成熟，臭氧化与其他水娥理工艺的联用 楚给承处理静发展方向之。 高锰酸钾预氧化不但能氧化去除部分有机污染物，还有助凝，除藻，减少尉 继爨纯溃毒姻热氯量，控制消毒裂产物国b p 簿麴生成等痒曩。研究涯实赛锰酸铆 在氧纯遘程串生成静薪囊态求台二氡亿镰等孛阕产躲链够透过寝瓣俸惩篷遴繁 体生长，形成以其为凝械的密实絮体，提高絮凝和i 箴淀效率嗍。嘲内外对高锰黻 麓鹣颈氧化条搏，魏投期点，投热量等餍开了不少礤窕。一般认为，蔗锰酸铆的 投加点应在潺凝裁授搬之魏，这样髓穗戴纯过程充分迸行，最大敲度楚发挥m n 0 2 的凝核作用，同时可避免k m n 0 4 与混凝剂的相互殿成，影响处理效果1 2 7 。研究 表臻k m n 0 4 联氡纯在黢藻方蘧稿逊予溪氯纯，毽农霄壤骢 0 静，n i - h n ) 去 中山大学硕士学位论文 第1 章引言 除，特别是d b p s 的控制方面有显著的优势团】。影响k m n o 。氧化效果的因素主 要是原水中有机