聚丙烯酰胺纸
摘要
O32BAC工艺深度处理黄浦江原水的中试研究表明，O32BAC能长时间保持对水中有机物的去除，对CODMn的平均去除率为2715%。TOC平均去除率为3417%；UV254的平均去除率为57%。该工艺还能去除水中的锰和色度，并将Ames试验阳性的水转化为Ames试验阴性的水。
臭氧生物活性炭中试；受污染原水
由于大量工业废水和生活污水未经适当处理即可从黄浦江上游分流，原水就近从黄浦江下游取水排入水体，造成多处饮用水源严重污染，威胁附近大型钢铁厂废水污染的影响，原水水质较差。水的卫生安全。面对严重的水污染问题，上海工厂配备了臭氧发生设备，以应对受污染的原水水质。一方面，该市投入巨资建设黄浦江上游引水工程；另辟蹊径。周家渡水厂净水工艺流程见图1。一方面也在探索加强受污染原水处理的工艺流程。80年代初，原上海市自来水公司也进行过O32BAC工艺的小试[1 ~ 2]。本文是在小型试验的基础上，研究O32BAC工艺深度处理黄浦江下游受污染原水的可行性。实验在上海周家渡水厂完成，编号1996。
1试验条件及设备111周家渡水厂概况。周家渡水厂位于上海浦东周家渡区黄浦江畔，处理能力约为2万m3/d
表2混凝剂使用效果和效益对比
混凝剂成本
沉淀20分钟后
混凝剂最佳用量
澄清层浊度/NTU
/元/立方米
2215毫克/升PAC
21103
01018 0
1210毫克/升PFS
10120
01004 2
1毫克/升PAC+011毫克/升PAM-A
1150
01002 0
1毫克/升PFS+011毫克/升PAM-A
1120
01001 6
注:PFS 350元/吨，PAC 800元/吨，PAM-a 12000元/吨。
PAM -A，或PFS与PAM-A的组合，能在短时间内将西江水的浊度从数百N TU迅速降低到2N TU以下，成本仅为水厂单独投加PAC成本的65，438+00%左右(水厂单独投加PAC的量往往为65，438+02 ~ 25 mg/L)。此外，通过使用混凝剂的复合添加方法，絮体沉淀迅速并且可以减少。
3结论
对于西江的混凝沉淀，投加聚合铁和阴离子聚丙烯酰胺的效果优于投加聚合铝和阴离子聚丙烯酰胺。但两种复合投加方式的混凝沉淀速度比单独使用聚合铝和聚铁快几倍，处理成本比原方法低50% ~ 92%。通过改进混凝剂的投加方式，可以降低水中铝盐和聚丙烯酰胺单体的含量，从而减少对人体健康的危害。
通过管道泵将进水直接提升至本次试验的臭氧接触室。臭氧接触室是！400，4m高不锈钢管，臭氧接触时间765438±05min，臭氧接触室出水进入活性炭柱。活性炭柱是！800不锈钢圆筒，高315m，材质为太原ZJ -15颗粒活性炭，填充高度2m，空柱过滤速率8 ~ 9m/h，EBCT 13 ~ 15min。测试流程如图2所示。
图2 O32BAC工艺测试流程
2测试结果
实验主要分为两个阶段，一个是活性炭吸附阶段，另一个是O32BAC工艺阶段。实验过程中，活性炭池中的活性炭一直没有更换。两个阶段的划分主要依据是否投加臭氧和活性炭吸附的突破。活性炭吸附后期，从NH3-N降解的角度来看，炭层中有微生物活动，但过滤水中的溶解氧只有2mg/ L左右，估计微生物的影响不明显。211活性炭吸附阶段
1996 3月21日活性炭柱不加臭氧投入吸附运行。为了提高混凝效果，在水厂常规反应池的入口处投加了少量的氯气。反应2沉淀2过滤后，进入O32BAC工艺的水中无余氯。此阶段主要监测活性炭柱的进出水色度、CODMn、UV254、NH3-N，根据测量数据判断活性炭柱的穿透点及柱内微生物的生长情况。此阶段CODMn、UV254和NH3-N的变化曲线分别见图3 ~图5。
从图3和图4可以看出，活性炭对CODMn和UV254的去除率在吸附初期都很高，随着吸附位点的逐渐饱和，去除率有一个明显的下降过程，最终稳定在一个较低值范围。下降过程的终点在手术后35 ~ 40天内。从氨氮曲线可以看出，活性炭柱运行30天后开始去除水中的氨氮，说明炭层中存在微生物。
图5活性炭吸附阶段NH3-N活性曲线。三四月份水温低的时候，活性炭柱自然成膜需要一个月左右的时间。从上述曲线判断，活性炭柱连续运行40天后吸附达到饱和。212 O32BAC阶段
臭氧从6月3日开始投加，进入O32BAC阶段。O3的投加量主要在210 ~ 310 mg/L之间，实际吸收量在115 ~ 210 mg/L之间..实验过程中，为了考察O3投加量的影响，在短时间内将投加量增加到4、5、6、7mg/L，投加量的增加对有机物去除率的提高影响不大。该实验还
发现随着O3用量的增加，吸收率从近80%逐渐下降到略高于50%。
这个阶段从6月初到9月底持续了3个多月，期间分析了各种数据。日常分析包括浊度、色度、pH值、CODMn、UV254、TOC、NH3-N、NO 2-N、NO 3-N和Mn。21211常规分析和统计结果
常规分析统计结果见表1。
表1常规水质分析数据统计表
指标名称水样名称统计天数/天过滤水平和臭氧水平的最大和最小平均去除率
浊度/N TU过滤水O3是碳化水23 23 23 160 4172 01906 01244 01477 01090 01669 65438。
色度/色度过滤水O3为31 31 31 1 628 1 501 31 31 31 365438 7。
CODMn / mg/ L过滤水O3为31 31 31 61175145418631663165438。3167 1211 % 2715 % 1715 %
UV254 / 1/ Cm过滤水O3出水木炭出水25 25 25 0157 01105 01079 01082 0103165438。5438+0075 01049 3412 % 57 % 3417 %
TOC / mg/ L过滤后的水O3为28 28 717 716 617 219 21113 5195 365438。
NH3 -N / mg/ L过滤水O3为31 31 31 6143 6154 5150189 106 01006。+0130 -1217 % 4814 % 5412 %
Mn/mg/ L过滤水O3为碳化水28 28 28 0130 0130 010 012 0111165438。
从表1的统计结果可以看出，O32BAC工艺对滤后水中浊度、色度、CODMn、VU254、TOC、NH3-N、Mn的平均去除率分别为3118%、4714%、2715%、5715%。这一结果与该厂O32BAC工艺的小试结果一致[1]。O32BAC阶段对CODMn的平均去除率相对较低。原因可能是进水氨氮浓度高，活性炭池中的硝化反应消耗了过多的溶解氧，影响了活性炭池生物降解去除有机物的效果。活性炭池上、中、下三个位置溶解氧检测的统计平均值见表2。
20给水排水2000年第126卷第112号
表2不同碳层高度溶解氧浓度统计平均值的变化
统计次数高溶解氧/毫克/升中溶解氧/毫克/升低溶解氧/毫克/升
22 9109 2126 0129
21212 O32BAC工艺对有机物的去除效果2121211有机综合指数。
在水处理的研究中，常用高锰酸盐指数(CODMn)、紫外消光值(UV254)和总有机碳(TOC)来表示水中有机物的综合指标。在研究过程中，对三项指标都进行了监测，结果分别见图6 ~图8。
从图6到图8可以看出，UV254的去除率是三个指标中最高最稳定的。一般认为UV254代表含有不饱和双键和苯环的有机化合物，对紫外光有很强的吸收。由于臭氧的强氧化作用，可使不饱和双键断裂，苯环打开，使UV254迅速下降。CODMn和TOC的去除受到多种因素的干扰。除了臭氧氧化，活性炭吸附和微生物降解也很重要，所以去除率略低，波动较大。2121212去除氯仿、四氯化碳、总有机卤化物和多环芳烃
活性炭吸附阶段和O32BAC工艺成熟后，两次取样分析有机物去除效果。结果如表3所示。
从表3可以看出，活性炭吸附对各种有机物都有很好的去除效果。O32BAC工艺对TOX、菲、蒽和荧蒽也有较好的去除效果。O32BAC处理后，CHCl3和CCl4不仅没有降低，反而略有升高。原因可能是CHCl3和CCl4一旦形成，O32BAC无法分解，只能通过活性炭吸附去除。当活性炭饱和时，如果进水CHCl3和CCl4较低，活性炭上的CHCl3和CCl4会析出，导致出水CHCl3和CCl4略有升高。21213去除色度和锰
在测试过程中，还对O32BAC工艺进出水中的色度和锰进行了长时间的监测。由于周家渡水厂位于钢铁厂附近，原水色度和锰含量较高，出厂水色度和锰经常超标。经过O32BAC处理后，色度和锰大大降低，出水水质大大提高。色度和锰的曲线如图9和图10所示。21214艾姆斯试验
9月2日1996采集样本委托上海医科大学环境卫生科进行Ames试验。采集的水样为原水、过滤水、出厂水和活性炭柱流出液。出厂水和过滤水的区别在于出厂水是过滤水，经过115mg/L的氯化处理，在清水水库停留30 ~ 40 min，取自工厂专用的出厂水样龙头。活性炭柱出水为O32BAC工艺处理后的滤水出水。选择两个菌株TA100(碱基置换突变)和TA98(移码突变)进行Ames试验。结果TA100菌株的所有水样均未检出Ames试验。
表3一些有机指标
水样测试日期名称:chc L3/μg/LCL 4/μg/ltox/μg/l；萘并菲蒽芘，焦苯并(b)焦蒽苯并(k)焦蒽苯并(a)芘苯并(ghi)芘茚并(1，2，32 cd)。
0320原水过滤碳化水711 717 012 1125 0161 010101 9410 468。610 1812 1717 & lt；110 12 113 018 119 111111119 & lt；110 1413 1012 & lt；110 & lt；115 & lt；115 & lt；115 & lt；210 & lt；210 & lt；210 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；215 & lt；215 & lt；215 912 & lt；510 & lt；510
0715原水过滤水O3出水碳化水111116412 0123 01165438。2 14819 4810 3016 554 & lt；610 & lt；610 & lt；610 100 6312 5912 516 5438+05 512 218 16 5438+09 19 13 18 18110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；115 & lt；115 & lt；115 & lt；115 & lt；210 & lt；210 & lt；210 & lt；210 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；110 & lt；215 & lt；215 & lt；215 & lt；215 & lt；510 & lt；510 & lt；510 & lt；510
注:除非另有说明，表中所有数据均以纳克/升为单位。
给排水卷126号112 2000 21
图11 TA98菌株(+S9) Ames试验结果
图12 TA98菌株(-S9)显示阳性Ames试验结果。TA98菌株的检测结果如图11和图12所示。
从图11和12可以看出，周家渡水厂原水存在移码突变，常规处理后出水的突变性增强，所有水样的直接致突变性(-S9)强于间接致突变性(+S9)；过滤后的水经过O32BAC工艺处理后，由致突变阳性变为致突变阴性，显然非常有利于保护人们的健康。本实验的Ames试验结果与小试结果[1]基本一致，说明O32BAC工艺改变黄浦江水Ames试验性质的结论不是偶然的，具有可重复性。21215氨氮的去除
O32BAC工艺具有一定的去除氨氮的能力。本实验氨氮去除效果见图13。
研究发现，由于溶解氧的缺乏，O32BAC工艺去除氨氮的能力受到限制。进水氨氮浓度高时，氨氮去除率低，氧化不完全，出水亚硝酸盐氮浓度升高，影响有机物去除效果。进水氨氮浓度低时，去除率高，氧化完全。因此，建议将O32生物活性炭工艺的进水氨氮浓度控制在2 mg/L以下
(1)的研究表明，O32BAC深度处理工艺是有效的。
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黄浦江原水中有机物的去除。实验装置运行半年多，活性炭未更换再生，CODMn去除率维持在20% ~ 40%。TOC去除率为20% ~ 45%；UV254的去除率为40% ~ 70%。对特定有机物的分析表明，该工艺可以部分去除水中的多环芳烃和TOX，但不能分解去除形成的CHCl3和CCl4，只能通过活性炭吸附去除。当吸附饱和时，该工艺对CHCl3和CCl4没有去除能力。
1 (2) O32BAC工艺对水中色度和Mn有较好的去除效果。实验中平均色度从1313度下降到7度。进水Mn超标时，去除率在70% ~ 100%之间，出水Mn合格率达到100%。
2 (3) O32BAC工艺可将Ames试验阳性的黄浦江水转化为阴性Ames试验，从而提高饮用水质量安全，保护人民健康。
3 (4) O32BAC工艺具有一定的去除氨氮的能力，但进水氨氮浓度应控制在2 mg/L以下..
4 (5) O32BAC工艺适用于受黄浦江污染的原水深度处理。
参考
1吕锡五。生物活性炭净水技术研究:[学位论文]。上海:同济大学，1987。
2卢载鸿。臭氧-2生物活性炭工艺去除水中有机物。上海环境科学，1986，5 (3): 2 ~ 4