譚章榮¹， 李偉英2， 尚亞波¹， 趙冀平¹， 秦祖群¹， 董秉直¹， 范瑾初²
( 1.鎮(zhèn)江市自來水公司， 江蘇 鎮(zhèn)江 212001； 2.同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092)

　　摘　要：采用混凝—粉末活性炭(PAC)—超濾技術(shù)對(duì)長江原水進(jìn)行了處理，試驗(yàn)結(jié)果表明混凝劑和PAC的最佳投量分別為6、40 mg/L，此時(shí)對(duì)DOC、濁度及UV254的去除率均較高且膜通量最大、膜通量恢復(fù)情況最好(膜壓差為0.03MPa)。
　　關(guān)鍵詞：長江原水；混凝； 粉末活性炭；超濾
　　中圖分類號(hào)：TU991.2
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)08-0051-02

　　目前膜分離技術(shù)正逐漸成為給水領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)^[1]，在鎮(zhèn)江自來水公司金西水廠進(jìn)行的對(duì)長江原水處理試驗(yàn)中即采用了混凝—粉末活性炭—超濾聯(lián)用技術(shù)。

1 試驗(yàn)裝置及方法

1.1 原水水質(zhì)及試驗(yàn)裝置
　　原水為長江鎮(zhèn)江段地表水，水質(zhì)見表1。

表1 試驗(yàn)原水水質(zhì) 項(xiàng)目 水溫(℃) 濁度 CODMn(mg/L) UV₂₅₄(cm^-1) DOC(mg/L) pH THMFP(μg/L) 平均值 30.6 88.49 1.76 0.036 2.88 7.29 79.64 最小值 28.5 55.13 1.20 0.025 1.34 6.52 48.49 最大值 32.5 117.31 2.40 0.054 5.84 7.65 114.50

　　小試裝置及工藝流程見圖1。

　　混凝劑選用聚合硫酸鐵，粉末活性炭采用物理炭(13mL)，中空纖維超濾膜的材質(zhì)為PAN、截留分子質(zhì)量為100000u、孔徑為0.01μm、過濾面積為0.437m²，過濾方式為終端過濾 。
1.2 分析儀器及方法
　　UV_254采用UV751GD型紫外/可見分光光度計(jì)測(cè)定；CODMn采用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定；THMFP的含量采用HP6890型氣相色譜儀測(cè)定；濁度采用HACH-2100N型濁度儀測(cè)定。?
　　THMFP含量的測(cè)定采用參考文獻(xiàn)[2]中的方法；膜通量采用體積法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 混凝劑最佳投量
　　將不同劑量的聚合硫酸鐵投加到原水中，以300r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌30s后再以150～200r/min攪拌5min，經(jīng)砂濾后進(jìn)行超濾(膜壓差為0.03MPa)。?
　　因通過燒杯試驗(yàn)確定的直接過濾系統(tǒng)的最佳投藥量為8mg/L左右，故本試驗(yàn)將加藥量選擇在2～12mg/L范圍。不同投藥量對(duì)膜通量及DOC去除效果的影響分別見圖2、3。?

　　由圖2可知，運(yùn)行前的膜純水通量為200.02L/(m²·h)，運(yùn)行中當(dāng)系統(tǒng)加藥量為6mg/L時(shí)膜通量最大[200.0L/(m²·h)]且通過人工清洗后的膜通量恢復(fù)率最高(100.4%)。
　　原水中溶解性有機(jī)物的分布為：分子質(zhì)量＞6000u的占31.0%、分子質(zhì)量＜6000u的占69.0%，說明原水中DOC成分大部分為小分子物質(zhì)，而這正是產(chǎn)生膜污染的主要原因。由圖3可知，當(dāng)加藥量為6mg/L時(shí)膜濾對(duì)DOC的去除率最高(14.39%)，系統(tǒng)總?cè)コ蕿?4.87%，此時(shí)膜濾水的UV₂₅₄為0.015cm^-1。
　　試驗(yàn)結(jié)果還顯示原水中的濁度大部分在砂濾過程中被去除，經(jīng)超濾膜處理后水的濁度維持在0.08NTU以下，加藥量在8mg/L時(shí)膜濾水濁度為0.024NTU左右，對(duì)濁度的去除率為99.98%。
　　綜合分析各項(xiàng)處理指標(biāo)后確定聚合硫酸鐵的最佳投量為6mg/L，此時(shí)水中雜質(zhì)與混凝劑能有效地結(jié)成適當(dāng)尺寸的礬花絮體并通過砂濾被去除，膜能有效地截留砂濾后殘留于水中的絮體且不被污染。
2.2 最佳投量
　　將6mg/L的聚合硫酸鐵投加到原水中并快速攪拌30s后加入不同劑量的PAC，再中速攪拌5min、靜沉5min并經(jīng)砂濾后進(jìn)行超濾，運(yùn)行期間膜壓差為0.03MPa。不同PAC投量對(duì)膜通量及DOC去除率的影響分別見圖4、5。

　　由圖4可知，當(dāng)PAC投量＞40mg/L后平均膜通量恢復(fù)率在102.3%以上，這是因?yàn)镻AC具有吸附小分子有機(jī)物的優(yōu)勢(shì)，從而避免了膜污染。
　　由圖5可知，當(dāng)PAC投加量在40mg/L時(shí)膜濾對(duì)有機(jī)物的去除率較高，系統(tǒng)總?cè)コ蕿?9.27%(比不加PAC的工藝高14.4%)。此時(shí)膜濾水的UV₂₅₄為0.007cm^-1(總?cè)コ? 達(dá)72%以上)，當(dāng)PAC投加量為120mg/L時(shí)對(duì)UV₂₅₄的總?cè)コ士蛇_(dá)100%。
　　綜合分析各項(xiàng)處理指標(biāo)后確定PAC的最佳投量為40mg/L。

3 結(jié)語

　　采用混凝—粉末活性炭—超濾技術(shù)處理長江原水的試驗(yàn)結(jié)果表明，聚合硫酸鐵和粉末活性炭的最佳投量分別為6、40mg/L，此時(shí)對(duì)DOC、濁度及UV₂₅₄的去除率均較高且膜通量最大，膜通量的恢復(fù)情況也最好。

參考文獻(xiàn)：
[1] Yasumoto Magara.Advanced membrane technology for application to water treatment[J].WatSci Tech，1998,37(10):91-99.
[2]許保玖.給水處理理論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

　　電　　話：(0511)5616948 5029218
　　收稿日期：2002-01-08