受污染水库源水三卤甲烷及前驱物去除技术研究

论文摘要

当前,随着地表水水源受到的有机污染日益严重,仅依靠常规净水处理工艺已难以应对不断提高的水质标准,保证城市饮用水水质安全。在常规水处理工艺中,通过强化预处理可以在很大程度上改善饮用水水质,应对地表水源水所受到的污染危害。本文以我省三座水库水源为对象,分析了其有机物组分特性与差异,结果表明原水中溶解性有机物主要是亲酸（HPIA）和疏中（HPON）,疏水性有机物的含量、三卤甲烷生成势（THMFP）和三卤甲烷生成活性（STHMFP）均大于亲水性有机物,为减少三卤甲烷（THMs）的生成应成为去除重点;虽然各水库水质有一定差异,但是三卤甲烷前体物特征基本相同,可以采用相同的处理技术去除前体物质,以控制三卤甲烷的生成;二龙山水库原水有机物呈季节性变化,冬季原水出现较长低浊水质期,夏季CODMn值略高于冬季,夏季的UV254在各年中达到最大值,春季和冬季的UV254值比较接近,夏秋季节是产生氯化消毒副产物的高发季节。在此基础上,以二龙山水库原水为对象,为了改善常规净水工艺的进水水质,进行了几种组合混凝、预氧化、粉末活性炭吸附的强化预处理试验研究。采用聚合铝、聚合硫酸铁作为混凝剂,研究了混凝对浊度、有机物的去除效果,结果表明聚合铝的混凝效果好于聚合硫酸铁,混凝对污染物的去除率均较大,当聚合铝投加量为40mg/L时,浊度、UV254、CODMn及THMFP的去除率分别为87.7%、38.9%、22.9%、49.2%。高锰酸钾与液氯联合预氧化试验表明,当KMnO4投加量为1.0mg/L时,可使滤前水的CODMn比常规工艺降低15.6%,UV254的去除率达23%,同时可使预氯化过程产生的THMs生成量降低55.19%,有效去除THMs主要前体物——疏水性有机物,THMFP总去除率可达35%;联合预氧化的优化配比参数为KMnO4/Cl2=1/2。高锰酸钾与粉末活性炭联合处理试验表明,高锰酸钾和粉末活性炭的投加顺序一般对处理效果影响不大,但投加混凝剂快速搅拌后再投加粉末活性炭可取得较好的强化混凝的效果;对疏水性物质的去除效果大于亲水性物质,总THMFP去除率为12.47%;粉末活性炭对THMs有一定的去除效果,但低于高锰酸钾对THMs的去除率;高锰酸钾和粉末活性炭联用时,THMs去除率明显提高,可由投炭量30mg/L时的30.18%升高到63.63%。在常规净水工艺基础上,通过组合混凝、预氧化、粉末活性炭进行预处理并以二氧化氯消毒的生产性试验研究表明,该工艺可有效强化常规工艺的处理效果,提高出水水质,与常规工艺相比,出水剩余浊度去除率提高了5.9%,达到97.23%,CODMn去除率提高22.36%,TOC和UV254去除率提高8.5%和9.1%,THMFP去除率提高11.3%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 饮用水水源污染物强化去除技术
• 1.2.1 常规净水处理工艺及其局限性
• 1.2.2 饮用水水源污染物的强化去除技术
• 1.3 饮用水中三卤甲烷及其前体物的研究现状
• 1.3.1 饮用水中的有机物
• 1.3.2 消毒副产物的种类及危害
• 1.3.3 三卤甲烷的检测方法
• 1.3.4 饮用水中三卤甲烷的去除技术
• 1.4 消毒工艺研究现状
• 1.4.1 消毒工艺应用概况
• 1.4.2 常用消毒剂
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验设备与材料
• 2.1.1 试验设备
• 2.1.2 试验材料
• 2.2 样品的分析方法
• 2.2.1 原水中天然有机物组分的提取
• 2.2.2 THMs 的测定
• 2.2.3 其他指标的测定
• 2.3 试验方法
• 第3章 典型微污染水源水有机物分级及若干特性的研究
• 3.1 有机物物质极性分析
• 3.2 有机物各组分分布
• 3.2.1 原水水质分析
• 3.2.2 有机物组分分布
• 3.3 各组分的三卤甲烷生成势、生成活性和SUVA
• 3.3.1 三卤甲烷生成势
• 3.3.2 三卤甲烷生成活性
• 3.3.3 SUVA
• 3.4 本章小结
• 第4章 组合预处理技术去除三卤甲烷及其前体物
• 4.1 高锰酸钾与液氯联合预氧化
• 4.1.1 联合预氧化对有机物的去除
• 4.1.2 联合预氧化对有机物各组分的影响
• 4.1.3 联合预氧化对三卤甲烷生成量的控制
• 4.2 粉末活性炭与联合预氧化去除三卤甲烷及其前体物
• 4.2.1 粉末活性炭对有机物的去除效果
• 4.2.2 高锰酸钾和粉末活性炭投加顺序试验
• 4.2.3 对三卤甲烷及其前体物的去除
• 4.2.4 对有机物组分的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 组合预处理小试试验
• 5.1 常规处理去除三卤甲烷及其前体物的效果
• 5.1.1 不同混凝剂对处理效果的影响
• 5.1.2 各处理单元的处理效果
• 5.2 组合预处理去除污染物效能
• 5.2.1 浊度和色度
• 5.2.2 有机物
• 5.2.3 THMs
• 5.3 消毒
• 5.3.1 单独投加氯与二氧化氯的消毒效果
• 5.3.2 氯与二氧化氯组合的消毒效果
• 5.4 本章小结
• 第6章 组合预处理生产性试验
• 6.1 工艺流程
• 6.2 原水水质的季节性变化规律
• 6.2.1 浊度的变化
• 6.2.2 高锰酸盐指数的变化
• 6.2.3 氨氮的变化
• 254 的变化'>6.2.4 UV₂₅₄的变化
• 6.3 处理工艺比较
• Mn 的去除效果'>6.3.1 常规处理工艺对浊度和COD_Mn的去除效果
• 6.3.2 各工艺处理效果比较
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢