深度處理工藝對微污染水中天然有機物(NOM)的去除機理及協同作用
摘 要:從天然有機物分(fen)子量水平、分(fen)子極(ji)性角度(du)介紹了幾(ji)種飲用水深度(du)處理工藝(yi)對 NOM的(de)去(qu)(qu)除原理及效(xiao)(xiao)果。探討了不(bu)同(tong)工藝(yi)的(de)去(qu)(qu)除效(xiao)(xiao)果與 NOM 種類的(de)關系(xi)及組合工藝(yi)去(qu)(qu)除 NOM 的(de)協(xie)同(tong)作用。
關(guan)鍵詞:天(tian)然(ran)有機物(wu) 深度(du)處理 給水
1. 原水中天然有機物特征
1.1 原水中天(tian)然有機(ji)物種類及危(wei)害(hai)
原(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)大量(liang)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) NOM是引(yin)起(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)體色度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要物(wu)質(zhi)(zhi),也(ye)是最(zui)基本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消毒副產(chan)物(wu)(DBPs)先質(zhi)(zhi),而 DBPs 是導致(zhi)飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)致(zhi)突(tu)變性增加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要原(yuan)因(yin);在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong) NOM 還可(ke)(ke)能(neng)降(jiang)低混凝工藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理效果、 增加(jia)投藥量(liang); 殘留的(de)(de)(de)(de)(de)(de) NOM 進入管(guan)網(wang)后可(ke)(ke)能(neng)引(yin)起(qi)細菌滋長, 從而腐(fu)蝕管(guan)壁,降(jiang)低飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)穩定性。因(yin)此(ci),在(zai)微污染(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)凈化過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),NOM 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除對于提高飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)、保(bao)障用水(shui)(shui)(shui)(shui)安全有(you)重要意義(yi)。 NOM 主(zhu)(zhu)要包括腐(fu)殖(zhi)質(zhi)(zhi)、親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)酸類、蛋白(bai)質(zhi)(zhi)、類脂、碳水(shui)(shui)(shui)(shui)化合物(wu)、羧酸、氨基酸等物(wu)質(zhi)(zhi),其分(fen)(fen)(fen)子量(liang)一般為(wei) 2×102~1×105, 分(fen)(fen)(fen)子直(zhi)徑(jing)在(zai) 0.5~400nm 之間(jian), 多(duo)數 NOM 分(fen)(fen)(fen)子直(zhi)徑(jing)≤5nm [1]。腐(fu)殖(zhi)質(zhi)(zhi)(腐(fu)殖(zhi)酸、富里酸)是主(zhu)(zhu)要部(bu)分(fen)(fen)(fen),約占天然(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)體中(zhong)(zhong)溶解性有(you)機(ji)碳(DOC)總量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) 40~60﹪,分(fen)(fen)(fen)子量(liang)一般在(zai) 5×102~2×103之間(jian)。NOM 中(zhong)(zhong)非腐(fu)殖(zhi)質(zhi)(zhi)部(bu)分(fen)(fen)(fen),以(yi)前被認為(wei)對出水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)沒有(you)影響,但(dan)是近年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究表(biao)明,消毒副產(chan)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前體物(wu)有(you)將(jiang)近一半(ban)(DOC 計)來自(zi)NOM 中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非腐(fu)殖(zhi)質(zhi)(zhi)部(bu)分(fen)(fen)(fen),并(bing)且這部(bu)分(fen)(fen)(fen)有(you)機(ji)物(wu)是 NOM 中(zhong)(zhong)主(zhu)(zhu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)生物(wu)降(jiang)解部(bu)分(fen)(fen)(fen),具有(you)較強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性和較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)芳香度。
1.2 評(ping)價指標
目前完全區分(fen)不同種類 NOM 還(huan)不可(ke)(ke)能(neng)、也沒有必(bi)要(yao)。因(yin)此在水(shui)(shui)處理中(zhong)(zhong)一般以水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)總有機(ji)(ji)(ji)碳(TOC)或(huo)(huo) CODMn 作為(wei)總有機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)替(ti)代(dai)參數(shu),以溶(rong)(rong)解(jie)(jie)態有機(ji)(ji)(ji)碳(DOC)代(dai)表(biao)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)性(xing)有機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)含量,DOC 中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)被細菌利用的(de)部分(fen)為(wei)可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)性(xing)有機(ji)(ji)(ji)碳(BDOC),而(er) BDOC 中(zhong)(zhong)能(neng)被細菌直接合成(cheng)細胞(bao)的(de)部分(fen)稱(cheng)為(wei)可(ke)(ke)同化(hua)有機(ji)(ji)(ji)碳(AOC)。BDOC和AOC 主(zhu)要(yao)由(you)易溶(rong)(rong)于水(shui)(shui)的(de)小(xiao)分(fen)子、極性(xing)有機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)構成(cheng),用來(lai)表(biao)示(shi)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)有機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu),還(huan)可(ke)(ke)表(biao)示(shi)出水(shui)(shui)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)穩定性(xing)。UV254 表(biao)示(shi)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)非飽(bao)和構造的(de)有機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)(wu)(如帶雙(shuang)鍵或(huo)(huo)芳香族的(de)有機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu))的(de)總量,這些物(wu)(wu)質恰恰是(shi)天然(ran)有機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)主(zhu)要(yao)部分(fen),鹵代(dai)活性(xing)較高,所以有學者(zhe)用 UV254/DOC 值來(lai)評價(jia)消(xiao)毒(du)副產物(wu)(wu)形成(cheng)潛力(DBPFP)的(de)大小(xiao)。
2. 深度處理工藝對天然有機物的去除機制和效果
通(tong)過對水(shui)處(chu)(chu)理單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)研究(jiu)[2、3、4]表(biao)明,分子(zi)量(liang)(liang)(liang)為(wei) 0~500 的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)由于難于吸(xi)附(fu)和(he)凝聚,主(zhu)要在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理單(dan)(dan)元降解(jie)(jie),去(qu)除(chu)(chu)率(lv)約為(wei) 60%,活(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)也(ye)(ye)有(you)(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)能(neng)力,但(dan)效(xiao)(xiao)果不(bu)(bu)如生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理;分子(zi)量(liang)(liang)(liang)為(wei) 500~3,000 的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)可通(tong)過活(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)去(qu)除(chu)(chu),去(qu)除(chu)(chu)率(lv)可達 70~90%,生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理也(ye)(ye)有(you)(you)(you)一(yi)定效(xiao)(xiao)果但(dan)不(bu)(bu)明顯,一(yi)般只(zhi)有(you)(you)(you) 20%左右;分子(zi)量(liang)(liang)(liang)在(zai) 3,000~100,000 的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)主(zhu)要通(tong)過混(hun)凝沉淀(dian)去(qu)除(chu)(chu),去(qu)除(chu)(chu)率(lv)可達 80~90%,而3,000~10,000 的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)含量(liang)(liang)(liang)也(ye)(ye)能(neng)夠在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理過程(cheng)得到有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)降低。占(zhan) DOC 一(yi)半以上(shang)的(de)(de)(de)水(shui)合腐殖酸和(he)富里酸的(de)(de)(de)分子(zi)量(liang)(liang)(liang)分布在(zai)500~1,0000 范圍內,可通(tong)過常規化(hua)(hua)(hua)學(xue)混(hun)凝、活(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)、膜過濾在(zai)不(bu)(bu)改變(bian)(bian) NOM 任何結構特征的(de)(de)(de)條件下(xia)去(qu)除(chu)(chu),也(ye)(ye)可以經過臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理轉變(bian)(bian)成小分子(zi)物(wu)質去(qu)除(chu)(chu)。對于非(fei)腐殖酸類物(wu)質,由于其生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)(jie)性較好(hao),可通(tong)過生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理去(qu)除(chu)(chu)。在(zai)給水(shui)強化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理工藝(yi)(yi)中,對 NOM去(qu)除(chu)(chu)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)有(you)(you)(you)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)預處(chu)(chu)理、強化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝、O3 氧(yang)化(hua)(hua)(hua)、活(huo)(huo)性碳吸(xi)附(fu)、膜過濾等技(ji)術。
2.1 生物(wu)預處理
生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)是指(zhi)在常(chang)規凈水(shui)(shui)工(gong)藝之前(qian)增設生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處理(li)單(dan)元, 以減輕常(chang)規處理(li)和(he)后續深度處理(li)過程的(de)負荷,減少 DBPs 的(de)含量(liang)。目前(qian),國內外已(yi)進行研究(jiu)并投入運行的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)方法主要有(you)(you):曝氣生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)濾池法,生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)接觸氧(yang)化(hua)法和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)流化(hua)床法。各種(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)工(gong)藝常(chang)選用不同(tong)的(de)惰(duo)性(xing)(xing)介質(如(ru)石(shi)英砂、陶粒、塑料(liao)蜂窩管填料(liao)和(he)彈性(xing)(xing)立體填料(liao)等(deng))作為(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)載體,在水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)溶(rong)解(jie)氧(yang)充(chong)足的(de)條件(jian)下利(li)用微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)氧(yang)化(hua)分(fen)(fen)解(jie)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)質、氨氮等(deng)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。脫氮是生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)主要目的(de),但(dan)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui) NOM 也有(you)(you)一定去(qu)除效(xiao)(xiao)果,特別是小分(fen)(fen)子(zi)量(liang)、水(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。通(tong)常(chang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)對(dui) CODMn 的(de)去(qu)除率可達 10~30%,對(dui) NOM 中(zhong)(zhong)的(de)小分(fen)(fen)子(zi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(如(ru)藻毒素)去(qu)除效(xiao)(xiao)果達到 80~90%。同(tong)時生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)還可以降低水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)膠(jiao)體物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de) Zeta 電位,使水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)膠(jiao)體顆粒更加容易脫穩凝(ning)聚,便于(yu)后續混凝(ning)處理(li)。 但(dan)是 Ames 試驗表明,生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)工(gong)藝對(dui)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)致突(tu)變物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)去(qu)除效(xiao)(xiao)果并不顯著(zhu)[5]。通(tong)過GC-MS 分(fen)(fen)析,在經過生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)的(de)引灤水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)檢測到 59 種(zhong)(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質,去(qu)除了(le)原水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de) 29 種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質,新增加了(le) 26 種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(但(dan)無優先控制(zhi)有(you)(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))[6],并且小分(fen)(fen)子(zi)量(liang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質種(zhong)(zhong)類有(you)(you)所增加,由此表明生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)(yu)(yu)處理(li)能將大(da)分(fen)(fen)子(zi)的(de)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)(fen)解(jie)為(wei)小分(fen)(fen)子(zi)的(de)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。
2.2 強(qiang)化混凝
強(qiang)化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝(ning)是(shi)(shi)指向水原水中投加過量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji),控(kong)制一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de) pH值,從而(er)提(ti)高(gao)(gao)常規處(chu)理對(dui)NOM 去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo), 降低(di)消毒(du)副(fu)產(chan)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)量(liang)(liang)(liang), 而(er)不(bu)只是(shi)(shi)滿足降低(di)濁(zhuo)度要(yao)(yao)(yao)求[7]。 強(qiang)化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝(ning)去(qu)(qu)除(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)理主要(yao)(yao)(yao)有(you)(you): (1)混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji)生成(cheng)(cheng)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)絮體吸附 NOM 而(er)將(jiang)其(qi)去(qu)(qu)除(chu)(chu); (2)NOM 與混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji)一(yi)起(qi)形成(cheng)(cheng)不(bu)溶性的(de)(de)(de)(de)(de)絡(luo)合物(wu)(鋁的(de)(de)(de)(de)(de)腐質(zhi)酸(suan)鹽(yan)(yan)和(he)富(fu)里(li)(li)酸(suan)鹽(yan)(yan)或鐵的(de)(de)(de)(de)(de)腐質(zhi)酸(suan)鹽(yan)(yan)和(he)富(fu)里(li)(li)酸(suan)鹽(yan)(yan)) 。對(dui)于(yu)(yu)第一(yi)種機(ji)(ji)(ji)理來說,氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)絮體的(de)(de)(de)(de)(de)表面電荷(he)是(shi)(shi)影響(xiang) NOM 去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)(yao)因素,因為它(ta)直接(jie)影響(xiang)了混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji)吸附腐質(zhi)酸(suan)和(he)富(fu)里(li)(li)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li), 從這一(yi)角(jiao)度出發提(ti)高(gao)(gao) NOM 去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo)需要(yao)(yao)(yao)增(zeng)加混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji)投量(liang)(liang)(liang)、改(gai)進混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji)或投加絮凝(ning)劑(ji)(ji),從而(er)提(ti)高(gao)(gao)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)絮體表面電荷(he)。而(er)對(dui)于(yu)(yu)第二種機(ji)(ji)(ji)理,NOM 去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo)主要(yao)(yao)(yao)受 NOM 酸(suan)度的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang),不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)酸(suan)度會(hui)引起(qi)金屬與 NOM 中配位(wei)基絡(luo)合位(wei)置不(bu)同, 降低(di) pH有(you)(you)利于(yu)(yu)小分子(zi)(zi) NOM 金屬的(de)(de)(de)(de)(de)絡(luo)合反應 [8]。 在強(qiang)化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝(ning)中分子(zi)(zi)量(liang)(liang)(liang)較大的(de)(de)(de)(de)(de) NOM可通(tong)過電性中和(he)、吸附架橋、網捕沉淀得(de)到有(you)(you)效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)(chu),而(er)分子(zi)(zi)量(liang)(liang)(liang)較小、極性較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de) NOM 在一(yi)般混(hun)凝(ning)條件下去(qu)(qu)除(chu)(chu)率較低(di),主要(yao)(yao)(yao)是(shi)(shi)由于(yu)(yu)其(qi)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)親水性,不(bu)易被絮體網捕。 強(qiang)化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝(ning)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)表明[9]:在只改(gai)變混(hun)凝(ning)條件、其(qi)他條件不(bu)變情(qing)況下,一(yi)般混(hun)凝(ning)—沉淀—過濾(lv)工藝(yi)DOC平均去(qu)(qu)除(chu)(chu)率 (工廠水平) 從29%提(ti)高(gao)(gao)到43%, BDOC平均去(qu)(qu)除(chu)(chu)率可提(ti)高(gao)(gao)30-38%。但是(shi)(shi)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝(ning)不(bu)能(neng)很好地去(qu)(qu)除(chu)(chu) AOC,主要(yao)(yao)(yao)原因可能(neng)是(shi)(shi) AOC 主要(yao)(yao)(yao)由一(yi)些(xie)小分子(zi)(zi)量(liang)(liang)(liang)、非腐殖酸(suan)類物(wu)質(zhi)組成(cheng)(cheng)。通(tong)過強(qiang)化(hua)(hua)(hua)混(hun)凝(ning)一(yi)方面可以(yi)(yi)提(ti)高(gao)(gao)混(hun)凝(ning)工藝(yi)對(dui) NOM 的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo),另一(yi)方面還可以(yi)(yi)改(gai)變水的(de)(de)(de)(de)(de)理化(hua)(hua)(hua)性質(zhi)來改(gai)善(shan)后續(xu)工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理效(xiao)果(guo)。
2.3 臭氧氧化
臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)是(shi)指在(zai)水(shui)處理(li)過程中(zhong)向(xiang)水(shui)中(zhong)投加O3,利用O3的(de)(de)強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)改變(bian)(bian)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)特性(xing),提(ti)高(gao)(gao)后續處理(li)中(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)去(qu)除(chu)效果。臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)對NOM分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)結(jie)構的(de)(de)主要影響(xiang)在(zai)于: (1)形成更多(duo)的(de)(de)羥基、羰基和羧基,增加分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)極性(xing)和親(qin)水(shui)性(xing); (2)減(jian)少(shao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)中(zhong)雙鍵(jian)和環狀結(jie)構; (3)增加NOM中(zhong)低分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)量(liang)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(如(ru)(ru)醛類(lei)、羧酸)含量(liang)。具(ju)體表(biao)現為(wei)NOM官能團種類(lei)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)、TOC中(zhong)小分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)物(wu)(wu)質增加及消毒(du)副產物(wu)(wu)前體物(wu)(wu)(THMFP)去(qu)除(chu)效果的(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)。根(gen)據臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)投加位置的(de)(de)不同(tong)分(fen)(fen)為(wei)預(yu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)和中(zhong)間氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)。預(yu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)是(shi)在(zai)水(shui)處理(li)工藝之前投加O3,這樣可(ke)(ke)以(yi)去(qu)除(chu)大(da)部分(fen)(fen)色(se)度(du)、臭(chou)味,也可(ke)(ke)以(yi)部分(fen)(fen)降(jiang)解(jie)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)NOM,滅活微生(sheng)物(wu)(wu)。預(yu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)處理(li)一般強化(hua)(hua)了混凝(ning)—沉淀—過濾過程;中(zhong)間氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)可(ke)(ke)以(yi)降(jiang)解(jie)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)NOM、降(jiang)低THMFP、增加可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)性(xing),為(wei)下一步處理(li)如(ru)(ru)生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)、膜處理(li)提(ti)供有(you)(you)(you)利條件。
多數實驗和水廠運行實踐表明[10], 在接觸時間10~30min、 O3/DOC值在0.2~0.5 ( mg/mg)條件下,臭氧氧化前后水中TOC濃度基本上不發生變化或變化甚微,TOC中小分子量有機物大量增加;同時水中THMFP含量可明顯降低(減少24~46%) 、NOM的可生物降解性增加。通過預臭氧氧化后,UV254/DOC值也可以顯著降低,從0.053降到0.015 cm-1/mg[2]
。 在(zai)臭(chou)氧—生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)炭工(gong)藝中,NOM在(zai)活性(xing)(xing)炭中停留時(shi)(shi)間不(bu)可能(neng)太長,所以有(you)研究把BDOC分(fen)為(wei)快(kuai)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC和慢(man)(man)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC(在(zai)一定停留時(shi)(shi)間內,可被生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)炭濾池內微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)BDOC為(wei)快(kuai)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC,不(bu)能(neng)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)為(wei)慢(man)(man)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC) 。試驗表(biao)明(ming)[11]在(zai)接觸(chu)時(shi)(shi)間20~30min、O3/TOC值為(wei)0.5(mg/mg)條件下(xia)慢(man)(man)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC生(sheng)(sheng)成量<1mg/L,快(kuai)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC的(de)生(sheng)(sheng)成量跟據原水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)不(bu)同從1.47~7.04 mg/L不(bu)等。提高O3投量、延長接觸(chu)時(shi)(shi)間,快(kuai)速(su)(su)(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)BDOC生(sheng)(sheng)成量增加不(bu)明(ming)顯(xian)。 另(ling)外,NOM的(de)臭(chou)氧氧化產物(wu)(wu)中包括不(bu)少醛類物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)和溴化物(wu)(wu),它們的(de)毒性(xing)(xing)問(wen)題(ti)目(mu)前也引(yin)起(qi)了(le)人們的(de)關注。
2.4 活性(xing)炭和(he)生物活性(xing)炭濾池(BACF)
活性炭對NOM的吸附能力與NOM的性質和活性炭本身微孔結構有關[4、12、13]。一般活性炭微孔直徑≤2nm,而NOM直徑一般在0~4nm范圍內,分子量500~3,000的NOM可以被大
量微(wei)(wei)孔(kong)結構有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu);較(jiao)(jiao)大(da)分子(zi)(>3,000)難于(yu)通過(guo)大(da)孔(kong)、中微(wei)(wei)孔(kong)擴散到占活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面積95%以上的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)孔(kong)表(biao)面;較(jiao)(jiao)小分子(zi)(<500) ,由(you)于(yu)極性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)(jiao)高吸附(fu)效(xiao)果(guo)不是(shi)(shi)很好(hao)。但是(shi)(shi),當pH較(jiao)(jiao)低時(shi)(shi)(shi)(shi),活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)極性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)機物(wu)也有(you)(you)(you)較(jiao)(jiao)好(hao)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo),這(zhe)(zhe)可(ke)(ke)能是(shi)(shi)由(you)于(yu)pH較(jiao)(jiao)低,抑(yi)制(zhi)了(le)(le)氫離子(zi)的(de)(de)(de)(de)解離,降低了(le)(le)有(you)(you)(you)機分子(zi)極性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。通常,在(zai)(zai)給(gei)水(shui)(shui)處理(li)中,活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)濾(lv)池(chi)運(yun)行(xing)初期主(zhu)(zhu)要是(shi)(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)本身微(wei)(wei)孔(kong)發揮作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong),當活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)運(yun)行(xing)一段時(shi)(shi)(shi)(shi)間(大(da)概4000倍床層(ceng)體積)后,活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面及(ji)外部(bu)較(jiao)(jiao)大(da)孔(kong)隙(xi)中形成一層(ceng)生(sheng)(sheng)物(wu)膜,微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)降解作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)逐漸在(zai)(zai)NOM的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)中起主(zhu)(zhu)導作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)。同時(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)內(nei)部(bu)大(da)量存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)孔(kong)還可(ke)(ke)以吸附(fu)NOM,這(zhe)(zhe)樣(yang)就(jiu)形成了(le)(le)既有(you)(you)(you)微(wei)(wei)孔(kong)吸附(fu)、又有(you)(you)(you)生(sheng)(sheng)物(wu)降解的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。 美國(guo)俄亥(hai)俄州辛(xin)辛(xin)那提水(shui)(shui)廠積累了(le)(le)顆粒(li)(li)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)NOM的(de)(de)(de)(de)長期資(zi)料[14],DOC的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)平(ping)均為(wei)(wei)8~48%,THMFP的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)29~56%。另外,通過(guo)顆粒(li)(li)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu),可(ke)(ke)在(zai)(zai)41~182d內(nei)保持THMs濃度在(zai)(zai)0 .04 mg/ L以下(xia)(xia)。當接(jie)觸(chu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間15 min通水(shui)(shui)60 d時(shi)(shi)(shi)(shi),DOC的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)平(ping)均為(wei)(wei)70%, 在(zai)(zai)同樣(yang)條件(jian)下(xia)(xia)通水(shui)(shui)110 d時(shi)(shi)(shi)(shi)DOC的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)50%。 AWS公司對(dui)BACF去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)NOM的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)進行(xing)了(le)(le)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)[3]:在(zai)(zai)四(si)年運(yun)行(xing)期間內(nei)BACF對(dui)DOC去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)一直穩定在(zai)(zai)40~60%之間。生(sheng)(sheng)長微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)經(jing)再生(sheng)(sheng)后,活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)隙(xi)結構沒(mei)有(you)(you)(you)太大(da)的(de)(de)(de)(de)變化(hua),只(zhi)是(shi)(shi)碘值在(zai)(zai)經(jing)過(guo)四(si)次再生(sheng)(sheng)后下(xia)(xia)降了(le)(le)25%,使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)這(zhe)(zhe)些活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)碳繼(ji)續運(yun)行(xing)并與新的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)處理(li)結果(guo)相(xiang)比較(jiao)(jiao),出(chu)水(shui)(shui)DOC去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)基本相(xiang)同,這(zhe)(zhe)就(jiu)表(biao)明(ming)碘值的(de)(de)(de)(de)降低沒(mei)有(you)(you)(you)影響BACF對(dui)DOC的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果(guo)。在(zai)(zai)不影響處理(li)結果(guo)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)(ke)以長期使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(再生(sheng)(sheng)周期1-2年) 。同時(shi)(shi)(shi)(shi)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)還表(biao)明(ming),即使(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)出(chu)現有(you)(you)(you)機物(wu)泄漏,仍然(ran)對(dui)水(shui)(shui)中THMFP有(you)(you)(you)一定吸附(fu)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)能力,當DOC去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)只(zhi)有(you)(you)(you)20%時(shi)(shi)(shi)(shi),BACF對(dui)殺蟲劑的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)仍可(ke)(ke)達到99%。關于(yu)反(fan)洗(xi)對(dui)濾(lv)池(chi)生(sheng)(sheng)物(wu)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)表(biao)明(ming),每次反(fan)洗(xi)過(guo)后將會有(you)(you)(you)60-80%的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)相(xiang)被保留下(xia)(xia)來,因此(ci)反(fan)洗(xi)對(dui)生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)池(chi)影響不大(da),對(dui)TOC去(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)影響也不大(da)[15]。
實(shi)際生(sheng)(sheng)(sheng)產中(zhong),活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附很少單獨使用(yong),通常和(he)臭氧(yang)等氧(yang)化(hua)(hua)劑聯(lian)合(he)使用(yong),也經常利(li)(li)(li)用(yong)強化(hua)(hua)混凝作(zuo)(zuo)為預處(chu)理工(gong)(gong)藝。在臭氧(yang)—生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)聯(lian)用(yong)工(gong)(gong)藝中(zhong),臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)降(jiang)(jiang)低(di)(di)了(le) BACF的(de)(de)(de)(de)負荷,增(zeng)加了(le) NOM 的(de)(de)(de)(de)可(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)特性(xing)(xing)(xing),使水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)氧(yang)增(zeng)加,有(you)(you)利(li)(li)(li)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)碳的(de)(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)運行;活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附作(zuo)(zuo)用(yong),給微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)提(ti)供了(le)豐(feng)富的(de)(de)(de)(de)營養,有(you)(you)利(li)(li)(li)于(yu)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長,提(ti)高(gao)了(le)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)抗沖擊負荷能(neng)力;微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)解(jie)作(zuo)(zuo)用(yong),使活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)負荷減輕、吸(xi)附性(xing)(xing)(xing)能(neng)增(zeng)強,并延長了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)周期,降(jiang)(jiang)低(di)(di)了(le)處(chu)理費用(yong)。有(you)(you)研究顯示,通過臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)—生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)碳工(gong)(gong)藝 DOC 的(de)(de)(de)(de)平均去除率為56% ,而單獨用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)過濾(lv)工(gong)(gong)藝 DOC 的(de)(de)(de)(de)平均去除率僅為 31% [15]。臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)—生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)工(gong)(gong)藝中(zhong)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)工(gong)(gong)藝中(zhong)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)高(gao), 其原因可(ke)能(neng)是臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)后水中(zhong)可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)利(li)(li)(li)用(yong)的(de)(de)(de)(de)基質增(zeng)多。
2.5 膜過濾
膜(mo)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)是近年發展起來的(de)(de)(de)(de)新技術(shu), 與(yu)常規分(fen)(fen)(fen)離方法相(xiang)(xiang)比, 具(ju)有(you)(you)能耗低、 單(dan)級分(fen)(fen)(fen)離效(xiao)率(lv)高、過(guo)(guo)程(cheng)簡(jian)單(dan)、對環境(jing)影(ying)響(xiang)小(xiao)等(deng)(deng)特點。在水(shui)(shui)處(chu)理(li)中使用的(de)(de)(de)(de)膜(mo)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)有(you)(you)微(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)、超濾(lv)(lv)(lv)(lv)、納濾(lv)(lv)(lv)(lv)及反(fan)滲透。其(qi)中,納濾(lv)(lv)(lv)(lv)技術(shu)是目(mu)前研究的(de)(de)(de)(de)熱點。在納濾(lv)(lv)(lv)(lv)膜(mo)處(chu)理(li)微(wei)污染水(shui)(shui)工(gong)(gong)藝(yi)中,去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)主要(yao)與(yu)有(you)(you)機物和膜(mo)的(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)有(you)(you)關。對于(yu)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量大(da)于(yu)200、分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)尺寸(cun)在1~2 nm左右的(de)(de)(de)(de)NOM基本上能夠被全(quan)部脫(tuo)除(chu)(chu),脫(tuo)除(chu)(chu)機理(li)主要(yao)是膜(mo)的(de)(de)(de)(de)篩網效(xiao)應。但研究發現對分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量小(xiao)于(yu)200的(de)(de)(de)(de)NOM,也可(ke)以得到部分(fen)(fen)(fen)去(qu)(qu)除(chu)(chu),可(ke)能是由于(yu)膜(mo)表面與(yu)NOM分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)發生化(hua)學作用的(de)(de)(de)(de)結果。微(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)、超濾(lv)(lv)(lv)(lv)膜(mo)由于(yu)膜(mo)孔(kong)較大(da),通常與(yu)混凝、 粉末(mo)活性(xing)炭吸附等(deng)(deng)預處(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)相(xiang)(xiang)結合。 例如, 對混凝—微(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)表明[16], 該工(gong)(gong)藝(yi)對原水(shui)(shui)色度去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)達(da)到95%、UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)達(da)到85%、COD去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)65~75% ,膜(mo)的(de)(de)(de)(de)運行周(zhou)期(qi)能夠維持在50小(xiao)時左右,完全(quan)可(ke)以替代混凝—直接過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)工(gong)(gong)藝(yi)。類似的(de)(de)(de)(de)研究也表明,在酸性(xing)條件下(xia)整個(ge)工(gong)(gong)藝(yi)對UV254的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)達(da)到80~90%,對TOC也有(you)(you)較好的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果。
3. 水處理工藝去除天然有機物的協同作用
在水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)過(guo)程中,不(bu)(bu)(bu)同(tong)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)都有(you)(you)特定的(de)(de)(de)有(you)(you)機物(wu)分離對(dui)(dui)象。常用的(de)(de)(de)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi),如生物(wu)預處(chu)(chu)(chu)理(li)、混凝、沉(chen)淀(dian)物(wu)、過(guo)濾、臭氧氧化、活性炭(tan)吸附、膜處(chu)(chu)(chu)理(li)等,對(dui)(dui) NOM 去(qu)除機理(li)、效(xiao)果各不(bu)(bu)(bu)相同(tong),同(tong)一工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)或(huo)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)組(zu)合(he)在不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)地方應用,去(qu)除效(xiao)果也有(you)(you)差別(bie)。不(bu)(bu)(bu)同(tong)性質的(de)(de)(de)有(you)(you)機物(wu)對(dui)(dui)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)運行效(xiao)果有(you)(you)不(bu)(bu)(bu)同(tong)影(ying)響。所(suo)以單一水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)很難將 NOM 完全去(qu)除,必須依(yi)靠多種工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)聯合(he)處(chu)(chu)(chu)理(li)。因此(ci)在選擇工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)時要了解各種處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)與有(you)(you)機物(wu)的(de)(de)(de)關系,充分利用組(zu)合(he)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)有(you)(you)機物(wu)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)協同(tong)作(zuo)用,最大(da)地發揮不(bu)(bu)(bu)同(tong)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui) NOM 去(qu)除效(xiao)果。
要(yao)(yao)充分(fen)(fen)(fen)(fen)發(fa)揮(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)在(zai) NOM 處(chu)(chu)理(li)(li)(li)中的(de)(de)(de)協同作用(yong),在(zai)選(xuan)(xuan)擇工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)組(zu)合時,需要(yao)(yao)考慮如下兩點: (1)當地(di)原(yuan)(yuan)(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)中 NOM 特(te)點,分(fen)(fen)(fen)(fen)布特(te)征(zheng)。分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)(liang)不(bu)同的(de)(de)(de) NOM,在(zai)各(ge)個(ge)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)單(dan)元中處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效果不(bu)同。常規工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)對大分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、膠體(ti)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)效果較(jiao)好(hao)(hao),生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)對小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、極性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)效果較(jiao)好(hao)(hao),活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)主要(yao)(yao)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、弱極性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi),膜處(chu)(chu)理(li)(li)(li)可(ke)(ke)以(yi)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)各(ge)種分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)(liang)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)的(de)(de)(de) NOM。掌握當地(di)原(yuan)(yuan)(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)條件(jian),根據有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)特(te)點選(xuan)(xuan)擇合適的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)組(zu)合,發(fa)揮(hui)(hui)單(dan)元工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)對有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)互補性(xing)(xing)。一般要(yao)(yao)依(yi)照先(xian)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)大分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi),再去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)則。若(ruo)水(shui)(shui)(shui)(shui)中小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)含量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)(gao)(gao),可(ke)(ke)將生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)至(zhi)于常規處(chu)(chu)理(li)(li)(li)之前,發(fa)揮(hui)(hui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解的(de)(de)(de)作用(yong);若(ruo)大分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和膠體(ti)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)含量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao),要(yao)(yao)充分(fen)(fen)(fen)(fen)發(fa)揮(hui)(hui)強化(hua)混(hun)凝(ning)(ning)的(de)(de)(de)作用(yong),其后可(ke)(ke)設置生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)活性(xing)(xing)炭(tan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)以(yi)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)剩下的(de)(de)(de)小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。 (2)水(shui)(shui)(shui)(shui)中 NOM 在(zai)各(ge)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)間的(de)(de)(de)相互轉化(hua)。在(zai)選(xuan)(xuan)擇工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)組(zu)合時,不(bu)但(dan)要(yao)(yao)考慮各(ge)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)對 NOM 的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效能,還要(yao)(yao)考慮某一單(dan)元處(chu)(chu)理(li)(li)(li)結果對后續工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)影響,保證前步工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)可(ke)(ke)能生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)產物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)變化(hua)能夠促進后續工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),并使整體(ti)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效率提高(gao)(gao)(gao)。如對于污染(ran)較(jiao)重的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui),可(ke)(ke)以(yi)先(xian)經(jing)(jing)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)預處(chu)(chu)理(li)(li)(li),這樣既可(ke)(ke)以(yi)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)部分(fen)(fen)(fen)(fen)小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu),又可(ke)(ke)以(yi)提高(gao)(gao)(gao) NOM 的(de)(de)(de)絮凝(ning)(ning)特(te)性(xing)(xing)。還可(ke)(ke)以(yi)在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)前設置化(hua)學(xue)氧化(hua)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi),增加 NOM 的(de)(de)(de)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)化(hua)特(te)性(xing)(xing)。在(zai)臭(chou)氧—活性(xing)(xing)炭(tan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)中,臭(chou)氧可(ke)(ke)使水(shui)(shui)(shui)(shui)中大分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)減少,NOM 的(de)(de)(de)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)化(hua)性(xing)(xing)提高(gao)(gao)(gao),利(li)于后續活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)及生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解,但(dan)是過量(liang)(liang)投加臭(chou)氧可(ke)(ke)能使水(shui)(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)極性(xing)(xing)增加,反而不(bu)利(li)于活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu),所(suo)以(yi)必(bi)須選(xuan)(xuan)擇最佳臭(chou)氧投量(liang)(liang),這樣才能達到事半功倍的(de)(de)(de)效果。有(you)(you)研究(jiu)發(fa)現,在(zai)原(yuan)(yuan)(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)經(jing)(jing)強化(hua)混(hun)凝(ning)(ning)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后,原(yuan)(yuan)(yuan)來(lai)被大分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)(fen)有(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)擴散(san)到水(shui)(shui)(shui)(shui)中,造成混(hun)凝(ning)(ning)出水(shui)(shui)(shui)(shui)中小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)有(you)(you)所(suo)增加,因此必(bi)須控制混(hun)凝(ning)(ning)條件(jian),提高(gao)(gao)(gao)混(hun)凝(ning)(ning)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)小分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)能力。
4. 結語
隨著生活水平的提高,人們對水質的要求越來越高,但由于自然和人為原因,我國水體中天然有機物含量較高。這就要求我們尋找經濟有效的水處理工藝,減少水體 NOM 含量。根據我國水處理現狀,應該走強化常規處理,研究、推廣生物預處理及臭氧—生物活性炭深度處理技術,在有條件、規模適宜水廠推廣膜分離處理飲用水的技術的路線。在研究中要重視水中有機物對處理工藝的具體影響,各水處理工藝處理效果是否協調。
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