地表水强化混凝超滤处理系统研究

研究常规混凝及强化混凝与超滤联用处理模拟地表水,对比处理效果。利用三维荧光光谱和紫外可见光谱等研究处理过程中水体光谱特征,评价该系统对水质及后续处理的影响。结果表明,强化混凝-超滤联用系统对水体荧光强度、紫外吸收产生重要影响。能有效削弱峰值Ex/Em分别在220~230 nm/350 nm(Ⅱ区)、215 nm/400 nm(Ⅲ区)和275 nm/350 nm(Ⅳ区)的荧光,标准化分区荧光体积积分显示其对类酪氨酸、类色氨酸、类蛋白等各区荧光都有较强的削弱效果。强化混凝-超滤膜联用系统明显降低紫外吸收。混凝处理对紫外吸收的去除作用主要集中在216 nm、254 nm和280 nm等波长附近;超滤膜对紫外吸收的去除作用主要集中在216 nm和272 nm 2个波长附近,表明其对水体有机物有选择性截留能力,对消毒副产物形成能力的控制可能产生重要的影响。强化混凝-超滤系统大幅降低了微细颗粒物、有机物在超滤膜上的累积量,对膜污染控制具有明显意义。

臭氧-混凝交互作用对水体有机物的影响

研究臭氧在纯水和混凝剂[Al_2(SO_4)_3]溶液中残余浓度的变化;采用差异吸收分析(differential absorbance,DA)、三维荧光(three dimensional fluorescence excitation-emission matrix spectroscopy,3D-EEM)和气相色谱(gas chromatograph,GC)、总有机碳分析(total organic carbon analyser,TOC)等研究水体有机物(富里酸)光谱特征、有机物和消毒副产物(DBPs)生成量在预臭氧、预臭氧-混凝(POC)以及臭氧-混凝联用(OC)后的差异;研究臭氧和混凝联合作用对有机物氧化程度及其对DBPs生成的影响.结果表明POC与OC作用存在明显差别,臭氧与混凝剂Al_2(SO_4)_3存在交互作用.交互作用主要体现在:(1)臭氧-混凝联用时臭氧降解速率加快;且臭氧降解中自由基产量相对增加.当臭氧投量2 mg·L^(-1),Al3+含量为1 mg·L^(-1)、3 mg·L^(-1)时,自由基捕获量比单独臭氧分别高15.2%和23.9%.(2)联用和预臭氧-混凝对有机物反应的差异,体现在OC有机物去除率低于POC,二者对有机物的反应途径不同;进而导致有机物与消毒剂反应的差异以及DBPs生成的差异.联用对DOC的去除能力明显强于单独臭氧和单独混凝,但弱于预氧化-混凝.当O3浓度为1 mg·L^(-1)、Al3+1 mg·L^(-1)时POC处理后二氯乙酸生成势(DCAAFP)和三氯乙酸生成势(TCAAFP)分别为47μg·L^(-1)和20.5μg·L^(-1),三氯甲烷生成势(CFFP)为97.8μg·L^(-1),较原水分别降低51%、64.6%和41.5%;而相应臭氧-混凝处理后DCAAFP和TCAAFP分别为48.4μg·L^(-1)和21.4μg·L^(-1),CFFP为117.3μg·L^(-1);较原水分别降低49.6%、63%和29.5%.同等臭氧投量下,增加混凝剂的剂量,POC和OC处理效果的差异进一步扩大.为保证用水安全和处理效率,臭氧和混凝联用时对臭氧的浓度、投加位置、混凝剂的种类等都需要进一步的研究论证,慎重选择.