高錳酸鉀復(fù)合藥劑去除水中微污染效能的研究

1、高錳酸鉀復(fù)合藥劑去除水中微污染效能的研究摘要：在對(duì)高錳酸鉀復(fù)合藥劑去除水中微量有機(jī)污染物研究中發(fā)現(xiàn)：高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理工藝在強(qiáng)化混凝、取代預(yù)氯化、去除水中嗅味和藻類(lèi)、去除微量有機(jī)污染物的效果非常理想。對(duì)有機(jī)污染物的去除效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單獨(dú)投加聚合氯化鋁或預(yù)氯化工藝對(duì)有機(jī)污染物的去除效果。關(guān)鍵詞：飲用水有機(jī)污染物高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)氯化嗅味藻類(lèi)強(qiáng)化混凝論文聯(lián)盟.LL.編輯。一、前言當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代化建立正在快速開(kāi)展，但是環(huán)境保護(hù)、污染治理的工作卻未能及時(shí)跟上，導(dǎo)致了我國(guó)城市污水和工業(yè)廢水絕大多數(shù)未經(jīng)處理就直接排入水體，使城鎮(zhèn)水域90%以上遭到不同程度的污染，而且水源污染面積在不斷擴(kuò)大，水源污染情況不

2、斷惡化。已經(jīng)到了嚴(yán)重危害人民身體安康和消費(fèi)、生活的地步了。近年來(lái)，對(duì)我國(guó)主要水體進(jìn)展了污染情況的調(diào)查，長(zhǎng)江、黃河、淮河、珠江、遼河、松花江、太湖、巢湖、滇池等主要水體都受到了不同程度的污染，都檢測(cè)出多種有機(jī)物，其中有些是EPA規(guī)定的優(yōu)先檢出物，對(duì)人體有致癌、致畸、致突變的危害。水源由于受到污染，因此水中含有大量有機(jī)污染物，其中有許多物質(zhì)能對(duì)人體產(chǎn)生致癌、致畸、致突變的結(jié)果，對(duì)人體危害非常大。受到污染的水源同時(shí)極易產(chǎn)生大量的藻類(lèi)繁殖，并常帶有嗅味。受到污染的源水經(jīng)過(guò)目前傳統(tǒng)凈水工藝處理后，存在許多問(wèn)題：1、不僅不能有效地去除水中的有機(jī)污染物，反而會(huì)增加致癌、致畸、致突變物質(zhì)；廠的Aes致突變?cè)囼?yàn)

3、一般仍呈陽(yáng)性：一種國(guó)際上普遍采用的毒理學(xué)檢測(cè)指標(biāo)，一般認(rèn)為陽(yáng)性對(duì)人體有潛在的危害，陰性對(duì)人體無(wú)潛在的危害。2、由于有機(jī)污染物的大量存在，混凝劑的耗量大大增高，水質(zhì)指標(biāo)在到達(dá)了現(xiàn)行國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，處理本錢(qián)也同時(shí)增加；3、水體受到污染，氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的增高，導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。由于有機(jī)污染的存在而大量繁殖的藻類(lèi)，無(wú)法徹底去除，并在氯化過(guò)程中，產(chǎn)生大量對(duì)人體有害的致癌物質(zhì)；4、出廠水的嗅味一般無(wú)法徹底去除，有時(shí)反而有加重的現(xiàn)象，達(dá)不到感官的根本要求。所以受到污染的源水雖經(jīng)處理，水質(zhì)指標(biāo)即使到達(dá)了現(xiàn)行國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，飲用這樣的自來(lái)水仍然是對(duì)人體有害的，同時(shí)，水處理本錢(qián)也大大

4、增加了。高錳酸鉀復(fù)合藥劑由高錳酸鉀主劑和其它多種藥劑輔劑組成。其主要機(jī)理是高錳酸鉀主劑在預(yù)處理中對(duì)水中微量有機(jī)污染物的去除具有極好的協(xié)同作用。1992年，作者首次發(fā)現(xiàn)了高錳酸鉀復(fù)合藥劑及其在水處理中的除污染、助凝、取代預(yù)氯化、減少氯仿生成量等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，并隨后對(duì)這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)展了系統(tǒng)研究：1、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理去除水中有機(jī)污染物的種類(lèi)和數(shù)量；2、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理去除水中藻類(lèi)；3、高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理去除水中嗅味；4、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理去除水中氨氮；5、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理助凝取代預(yù)氯化、助濾、降低混凝劑耗量；6、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理減少氯仿生成量；7、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理衛(wèi)

5、生毒理學(xué)飲用程度安性；8、高錳酸復(fù)合藥劑高錳酸鉀復(fù)合藥劑的最正確配比、高錳酸鉀復(fù)合藥劑溶解、投加和防腐；9、高錳酸鉀復(fù)合藥劑投加系統(tǒng)的自動(dòng)控制；10、高錳酸鉀復(fù)合藥劑自動(dòng)投加系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬等方面進(jìn)展了系統(tǒng)的研究。發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理工藝在上述諸多方面的研究中都具有優(yōu)良的性能。本方是從幾個(gè)主要方面對(duì)高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)水中微量有機(jī)污染物去除交通的研究。二、高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)水中藻類(lèi)和嗅味去除效果的研究1、試驗(yàn)背景與方法本試驗(yàn)以黃河下游取自黃河的水庫(kù)水作為研究對(duì)象，主要進(jìn)展了水中嗅味和藻類(lèi)去除效果的研究，并檢測(cè)了其它的常規(guī)化學(xué)指標(biāo)。黃河斷流時(shí)間不斷的延長(zhǎng)，迫使黃河下游以黃河為主要水源的各個(gè)

6、城市不得不修建蓄水庫(kù)，在黃河豐水期引黃河水進(jìn)入蓄水庫(kù)，蓄水庫(kù)以備黃河斷流期使用。黃河下游近年來(lái)有機(jī)污染日益加重，加之蓄水庫(kù)一般較淺，夏季陽(yáng)光充足，溫度較高，藻類(lèi)易繁殖，并產(chǎn)生嗅味，在冬季有加重的趨勢(shì)。消費(fèi)性試驗(yàn)是在Z市的一座黃河水廠進(jìn)展的。該廠將黃河引入蓄水廠水源，由于水源受到污染。夏季藻類(lèi)較多，水中嗅味很大，單獨(dú)投加混凝劑不能有效除臭除味，預(yù)氯化后嗅味更大，居民反映強(qiáng)烈。該廠為了改變這種狀況，引入了高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理技術(shù)，圖1是該廠的工藝流程。試驗(yàn)是自季在消費(fèi)運(yùn)行中進(jìn)展的。水溫26，源水藻類(lèi)：2000-3000*104個(gè)/L，嗅味為2級(jí)，濁度為8.3-10度，DN：6.0g/l，PH：9.

7、0。試驗(yàn)考察新、老處理工藝對(duì)水中的嗅味、藻類(lèi)、濁度、DN等的去除效果。每試驗(yàn)一種工藝都穩(wěn)定8-12小時(shí)，然后進(jìn)展取樣檢測(cè)。藻類(lèi)的檢測(cè)采用顯微鏡數(shù)的方法；嗅味和檢測(cè)方法采用加熱超過(guò)60，多人檢驗(yàn)，取平均值的方法；濁度、Dn的檢測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法進(jìn)展。2、試驗(yàn)結(jié)果與分析表1是高錳酸鉀復(fù)合藥劑去除嗅味試驗(yàn)結(jié)果，從中可以看出，單獨(dú)使用聚合氯化鋁PA對(duì)除嗅味根本無(wú)效，進(jìn)水嗅味2級(jí)，濾后嗅味水仍為2級(jí)。高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理，在投量?jī)H為0.24kg/kt,PA投量?jī)H為2.7kg/kt時(shí)就獲得了優(yōu)異的效果，濾后水的嗅味為0級(jí)，對(duì)嗅味的去除率到達(dá)100%，遠(yuǎn)好于單獨(dú)PA5.4kg/kt對(duì)嗅味的去除效果，而混凝

8、劑的消耗量?jī)H為其一半。高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理對(duì)水中嗅味的去除消費(fèi)性試驗(yàn)濾后水表1測(cè)試工程嗅味級(jí)工藝流程源水濾后水去除率1、聚合鋁5.4kg/kt2級(jí)2級(jí)2、聚合鋁2.7kg/kt+(0.24kg/kt)2級(jí)0級(jí)100%3、聚合鋁2.7kg/kt+(0.5kg/kt)2級(jí)0級(jí)100%4、聚合鋁5.4kg/kt+(0.24kg/kt)2級(jí)0級(jí)100%5、聚合鋁5.4kg/kt+(0.5kg/kt)2級(jí)0級(jí)100%6、聚合鋁5.4kg/kt+(0.5kg/kt)2級(jí)0級(jí)100%圖2是高錳酸鉀復(fù)合藥劑卻除藻類(lèi)試驗(yàn)結(jié)果，從中可以看出，圖中序號(hào)所代表的工藝流程同表1，以下同高錳酸鉀復(fù)合藥劑P對(duì)藻類(lèi)的去除效

9、果較單獨(dú)PA要好，高錳酸鉀復(fù)合藥劑P對(duì)或類(lèi)的去除率：濾后水為80%-92%，其中兩種配比和投量較佳的高錳酸鉀復(fù)合劑對(duì)藻類(lèi)去除的效果都在85%以上，最高到達(dá)92%，而高錳酸鉀復(fù)合藥劑的投量?jī)H為0.24-0.5kg/kt，混凝劑PA的投量為2.7-5.4kg/kt。而單獨(dú)投加PA5.4Kg/kt時(shí)，對(duì)藻類(lèi)的去除率：濾后水為54.72%。圖3是高錳酸鉀復(fù)合藥劑去除水DNn試驗(yàn)結(jié)果,從中可以看出,高錳酸鉀復(fù)合藥劑P對(duì)水中DNn的去除效果也很好，PA：5.4kg/kt,P:0.5kg/kt),DNn去除率：濾后水到達(dá)47.92%。單獨(dú)聚合氯化鋁混凝PA：5.4kg/kt)對(duì)DNn的去除率:濾后水到達(dá)18

10、.17%。說(shuō)明高錳酸復(fù)合藥劑對(duì)有機(jī)物的去除率相對(duì)也是較高的。圖4是高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝去除水中濁度試驗(yàn)結(jié)果，可以看出，高錳酸鉀復(fù)合藥劑P助凝水中濁度的去除效果非常顯著PA：5.4kg/kt,P:0.5kg/kt)，濁度去除率：濾后到達(dá)90-97%，單獨(dú)聚合氯化鋁混凝PA：5.4kg/kt)對(duì)濁度的去除率：濾后水到達(dá)60%。圖5是高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理對(duì)水中PH值影響的試驗(yàn)結(jié)果，從中可以看出，高錳酸鉀復(fù)合藥劑P預(yù)處理可使水的PH值有所降低PA：5kg/kt,P:0.5kg/kt),從源水PH：9.0降低到濾后水PH：7.89；單獨(dú)聚合氯化鋁混凝PA：5.4kg/kt)濾后水PH：8.52。轉(zhuǎn)貼于

11、論文聯(lián)盟.ll.三、高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)水中微量有機(jī)污染物去除效能的研究1、試驗(yàn)方案與過(guò)程飲用水的源水在低溫低濁且受到嚴(yán)重污染的條件下是公認(rèn)難處理的水體，一般情況下，低溫低濁高污染水的處理效果最差，溫度升高同樣污染的條件下，處理效果會(huì)好此。本研究選擇了低溫低濁高污染這一最不利條件進(jìn)展水中微量有機(jī)污染物去除的研究。由于低溫環(huán)境生物處理工藝不能適應(yīng)，自氧氧化處理工藝價(jià)格昂貴，因此本研究針對(duì)低溫低濁高污染水體重點(diǎn)考察了單獨(dú)投加聚合氯化鋁處理工藝、預(yù)氯化與聚合氯化鋁共同處理工藝、高錳酸鉀預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理工藝、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理工藝對(duì)水體中的有機(jī)物的種類(lèi)和數(shù)量的去除效果。

12、發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理工藝對(duì)水體中的有機(jī)物的種類(lèi)和數(shù)量具有非常優(yōu)異的去除效果。原水水樣取自松花江哈爾濱段，試驗(yàn)在1997年冬季進(jìn)展，也就是松花江枯水期，水質(zhì)污染較為嚴(yán)重的時(shí)期。原水水質(zhì)：DNn：6.4g/l；濁度：20度左右；PH：7.2-7.3；溫度：0；色度：40度左右。由于源水溫度極低，濁度較低、水質(zhì)污染較重，屬于典型的低溫低濁污染重難處理的水體，選擇低溫低濁污染較重時(shí)期的水體進(jìn)展處理，具有多方向的重要意義。本次試驗(yàn)重點(diǎn)考察源水、單獨(dú)投加聚合氯化鋁、預(yù)氯化與聚合氯化鋁共同處理、高錳酸鉀預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理后的濾后水

13、體中的微量有機(jī)物的數(shù)量和種類(lèi)，通過(guò)分析和比擬，得出了不同工藝對(duì)水中有機(jī)物去除的不同性能的評(píng)價(jià)結(jié)論。1水樣的處理工藝過(guò)程原水水樣在投入藥劑混凝之后，經(jīng)過(guò)1分鐘的快速混合和反響，然后經(jīng)過(guò)10分鐘的絮凝反響，40分鐘沉淀，然后進(jìn)展過(guò)濾，濾速為15/h，取濾后水進(jìn)展富集。本次試驗(yàn)的化學(xué)藥劑高錳酸鉀采用化學(xué)分析純?cè)噭?；次氯苯酸鈉采用液體分析純?cè)噭痪酆下然X采用唐山產(chǎn)的聚合氯化鋁，性能較為穩(wěn)定；高錳酸鉀復(fù)合藥劑采用分析純?cè)噭?。水樣編?hào)、聚合氯化鋁的投加量、高錳酸鉀的投加量、氯的投加量、高錳酸鉀復(fù)合藥劑的投加量等數(shù)據(jù)詳見(jiàn)下表：不同處理工藝的藥劑投量水樣編號(hào)降合氯化Pg/l預(yù)氯化g/l高錳酸鉀g/l高錳酸鉀

14、復(fù)合藥劑g/l富集水樣體積l/水樣1-18213-183134.0-18413-1.0-18513-2.3182水樣的富集與濃縮富集水樣體積為18L，富集的樹(shù)指采用XAD-2樹(shù)指，使用前用重蒸乙醚、二氯甲烷、甲醇分別在索氏提取器中提取8小時(shí)，將樹(shù)指保存在甲醇中備用，富集前采用濕法裝柱。吸附柱采用特制玻璃柱，規(guī)格為10*200，在吸附柱底部塞入經(jīng)高溫處理過(guò)的玻璃棉，濕法裝入8的樹(shù)脂，然后在樹(shù)脂上部塞入一些玻璃棉，翻開(kāi)活塞放出甲醇，同時(shí)用二次蒸餾水反復(fù)沖洗，關(guān)閉活塞，使液面高于樹(shù)脂的高度。水量一般控制在4050l/in，富集18L水樣之后，關(guān)閉活塞停頓富集。富集柱中保持一定的水樣，密封后等待洗脫。

15、本次試驗(yàn)采用乙醚進(jìn)展洗脫洗脫用的乙醚是經(jīng)過(guò)二次蒸餾的分析純乙醚，洗脫時(shí)先將吸附柱中的水吹干凈然后用乙醚約50l浸泡20分鐘，然后用碘鉀搜集，重復(fù)三次。將待濃縮的洗脫液先進(jìn)展脫水處理，用經(jīng)過(guò)高枯燥的無(wú)水硫酸鈉進(jìn)展脫水作用，然后使用旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器在40度時(shí)濃縮到1l，進(jìn)展有機(jī)物測(cè)定。在進(jìn)展有機(jī)物的測(cè)定時(shí)，再將1l的樣品濃縮至0.31l。3水樣的測(cè)定有機(jī)物的分析采用HP5890-5971G/S進(jìn)展分析，儀器條件：色譜條件：HP-5S柱，柱長(zhǎng)：30米，內(nèi)徑：0.25，載氣：He。進(jìn)樣溫度250，接口溫度：280。進(jìn)樣量：0.2l,柱溫起始：50，保持5in，以5/in速度升至200保持1in，再以10

16、/in，升值280，保存10分鐘。質(zhì)譜條件：離子源溫度：180，電離方式Ei，電子能量：70ev，前級(jí)壓力：60Tr掃描質(zhì)量范圍：50-55。2、試驗(yàn)的結(jié)果與分析XGR-10，XGR-2D，XGR-3D，XGR-4D，XGR-5D分別為源水，單獨(dú)投加聚氯化鋁、預(yù)氯化與聚合氯化鋁共同處理，高錳酸鉀預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理與聚合氯化鋁共同處理后的濾后水的重建總離子流質(zhì)量色譜圖。表2為不同得理工藝的濾后水中有機(jī)物數(shù)量及峰面積；表3為不同處理工藝的濾后水中的有機(jī)物種類(lèi)和濃度。不同處理工藝的濾后水中的有機(jī)物數(shù)量及峰面積比擬表2水樣濾后水檢測(cè)出的有機(jī)物的數(shù)量不同處理工藝的有機(jī)物數(shù)

17、量與源水的比擬不同處理工藝的有機(jī)物數(shù)量的去除率檢測(cè)出的有機(jī)物峰面積不同處理工藝的有機(jī)物峰面積與源水比擬不同處理工藝的有機(jī)物峰面積的去除率1源水153100%0.0%2.3*1010100%0.0%2源水+PA13789.5%10.5%6.6*101028.7%72.3%3源水+PA+L29964.7%35.3%4.8*101020.9%79.14源水+PA+Kn48454.9%45.1%4.1*101017.8%82.2%5源水+PA+P5133.3%66.7%1.4*10106.1%93.91%不同處理工藝的濾后水中的有機(jī)物種類(lèi)及濃度比擬表3有機(jī)物種類(lèi)烷烴烯烴炔烴酸醇酮醛脂酚苯胺稠環(huán)芳烴與雜

18、環(huán)化合物鹵代烴硝基化合物工藝濃度為源水的百分比1源水0.7425.212.267.773.419.214.38182.424.272PA混凝濾后水3.020.729.32.612.630.277.33.884.110.792.083預(yù)氯化濾后水0.710.226.53.551.82T3.893.897.80.41.084Kn04預(yù)處理濾后水0.151T6.052.941.83T3.223.117.550.241.055Kn04復(fù)合藥劑預(yù)處理濾后水TT2.420.650.88T1.420.341.72T0.24注：表3中“T表示水中該類(lèi)物質(zhì)含量為微量從表2中可以看出，源水檢出有機(jī)物數(shù)量為153個(gè)

19、，源水+PA為137個(gè)；源水+PA+L2為99個(gè)，源水+PA+Kn04為84個(gè)；源水+PA+P為51個(gè)。不同處理工藝的有機(jī)物數(shù)量與源水比擬的去除率分別為：源水+PA為10.5%；源水+PA+L2為35.3%源水+PA+Kn04為45.1%；源水+PA+P為66.7%。不同處理工藝濾后水的有機(jī)物峰面積與源水比擬分別為：源水+PA為28.7%，源水+PA+L2為20.9%，源水+PA+Kn04為17.8%，源水+PA+P為6.1%。去除率相應(yīng)到達(dá)：源水+PA為72.3%；源水+PA+L2為79.1，源水+PA+Kn04為82.2%；源水+PA+P為93.9%。這意味著高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理可以在低

20、溫低濁高污染的水質(zhì)情況下將濾后水的有機(jī)物的數(shù)量降低2/3，檢測(cè)出的有機(jī)物的濃度降低93.9%，相當(dāng)于較源水降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。從表3中可以看出，幾種處理工藝都對(duì)種類(lèi)和濃度有去除作用，其中高錳酸鉀復(fù)合藥劑在這幾種工藝中，效果是理想的。在對(duì)水中有害污染物的去除效果方面，發(fā)現(xiàn)：1、稠環(huán)芳烴與雜環(huán)化合物在源水中占的比例為18%，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理濾后水占源水的比例為1.72%，約為源水中稠環(huán)芳烴與雜環(huán)化合物的1/10，去除率為90.4%；2、鹵代烴占源水的比例為2.42%，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理濾后水鹵代烴的檢出濃度在儀器檢出線(xiàn)以下，相漢于完全去除了鹵代烴；3、硝基化合物占源水的4.27%，高錳酸鉀

21、復(fù)合藥物預(yù)處理濾后水硝基化合物的濃度為源水的0.24%，去除率為94.4%；4、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理對(duì)本分類(lèi)的去除效果也很理想，其中源水中酚類(lèi)占3.4%，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理濾后水酚類(lèi)的檢出濃度在儀器檢出線(xiàn)以下。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.四、高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)水中致突變性物質(zhì)去除作用的研究1、水樣的處理和富集水樣的處理和富集方法與G-S測(cè)試的水樣處理方法一樣，每個(gè)檢測(cè)水樣體積為200L。2、水樣Aes試驗(yàn)1檢樣處理：乙醚洗脫后的有機(jī)富集物經(jīng)K.D濃縮器濃縮，然后用二甲基亞硯溶解，稀釋成不同的濃度，4冰箱保存?zhèn)溆谩?測(cè)試用菌株：鼠傷寒沙門(mén)氏菌組氨酸缺陷型：TA98、TA100直接由美國(guó)加利福尼亞

22、大學(xué)Aes實(shí)驗(yàn)室提供，經(jīng)菌種特性鑒定，各項(xiàng)遺傳學(xué)性狀均合格后，與試驗(yàn)前一天37振蕩培養(yǎng)過(guò)夜，是菌液濃度到達(dá)1-3X108個(gè)/l，作為試驗(yàn)用菌液。3對(duì)照物：陰性對(duì)照物：二甲基亞砜DS，為檢樣及陽(yáng)性對(duì)照之溶劑。陽(yáng)性對(duì)照物：敵克松Dexn)。4試驗(yàn)方法：向充分溶化好45保溫的頂層培養(yǎng)基中參加增菌液0.1毫升，檢樣0.1毫升，立即混勻，迅速侄晨底層培養(yǎng)基上，均勻鋪平。終劑量為7、5、3、1L/皿，另設(shè)陰性對(duì)照和陽(yáng)性對(duì)照，待頂層凝固后翻轉(zhuǎn)平皿于37溫箱中培養(yǎng)48小時(shí)后，記數(shù)回變菌落數(shù)。每次做兩塊平行皿，重復(fù)三次，計(jì)算平均回變菌落數(shù)。5結(jié)果判斷：試驗(yàn)結(jié)果以單位體積的水L所引起的回復(fù)突變的菌落數(shù)表示?；貜?fù)突

23、變菌落數(shù)等于或超過(guò)自發(fā)回變菌落數(shù)的2倍，即可判斷為陽(yáng)性結(jié)果。3、試驗(yàn)結(jié)果與分析高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理與單純混凝劑處理后的濾后水與氯化消毒后水的測(cè)試證明在各處理階段所取的水樣加S9均表現(xiàn)為陰性，試驗(yàn)結(jié)果從略。水樣只對(duì)加S9均表現(xiàn)線(xiàn)形關(guān)系，說(shuō)明該水源的水體和水處理各個(gè)階段都表現(xiàn)為主要含有直接移碼型和直接堿基置換型質(zhì)突變物質(zhì)。高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)水中移碼型質(zhì)突變物質(zhì)的影響表1水樣種類(lèi)劑量L/皿誘變指數(shù)R劑量-反響關(guān)系：Y=aX+bY：誘變指數(shù)X：水樣體積LabR2:相關(guān)體積源水13570.640.941.051.930.20.340.86PA混凝濾后水13570.480.70.811.580.170.2

24、10.85高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理濾后水135710.951.571.640.130.780.81PA混凝氯化消毒后水13571.72.493.065.440.590.810.89高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理氯化消毒水13570.5611.261.790.20.360.98表1的結(jié)果說(shuō)明，源水水樣的移碼型質(zhì)突變物質(zhì)很低，7L接近陽(yáng)性，高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理與單純混凝劑處理后的濾后水對(duì)質(zhì)突變活性有所降低，單純混凝劑處理后的氯化消毒后水質(zhì)變活性大幅度進(jìn)步，3L水有變指數(shù)到達(dá)陽(yáng)性，7L水到達(dá)5.44，具有劑量-線(xiàn)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.89，說(shuō)明在氯化消毒過(guò)程中有直接移碼型質(zhì)突變物質(zhì)產(chǎn)生；高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理氯化消

25、毒后水質(zhì)突活性明顯降低，7L水仍為陰性。顯示出良好的降低和抑制質(zhì)突變性物質(zhì)產(chǎn)生的性能。五、高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理強(qiáng)化混凝效能的研究1、試驗(yàn)方案與過(guò)程地表水中的有機(jī)污染物的有機(jī)污染物的大量存在，對(duì)水體中物質(zhì)的組成和體系的各種平衡都產(chǎn)生了重要的影響。這些天然有機(jī)污染物能起到分散劑作用，阻礙顆粒間的結(jié)合過(guò)程|4|5|。有機(jī)污染物在水中的大量存在，使得傳統(tǒng)工藝只有50-60%的濁度去除率。用增加混凝劑投量的方式來(lái)改變處理效果，不僅是處理本錢(qián)升高，而且使水中金屬離子濃度增加，不利于用水居民身體安康|6|。采用預(yù)氯化，可以去除一定的有機(jī)物和起到一定的助凝作用。但是會(huì)產(chǎn)生大量的鹵代有機(jī)物，這些物質(zhì)在混凝聚力

26、、沉淀及過(guò)濾過(guò)程中也不能得到有效的去除|7|。目前，國(guó)外還有采用臭氧預(yù)處理技術(shù)進(jìn)展除污染和助凝的，雖具一定效果，但由于其設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用昂貴，在開(kāi)展中國(guó)家難于推廣。本研究的目的是考察高錳酸鉀復(fù)合藥劑在水處理中強(qiáng)化混凝和取代預(yù)氯化的性能。消費(fèi)性實(shí)驗(yàn)是在D市一地面水廠進(jìn)展的。該廠以附近的地面水庫(kù)為水源。近年來(lái)，由于居民生活污水和工業(yè)廢水的排入，水源受到嚴(yán)重的污染，其中一月份的原水全分析報(bào)告中的Dr值高達(dá)39.5g/L，而水中的濁度僅為幾十度。這種高有機(jī)物含量的地表水在低溫低濁暑期是一種比擬難以處理的水。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)展了二年的時(shí)間，分別選擇在2月，4月，10月末至11月，和12月末至1月，根本上都是水質(zhì)最

27、難處理的低溫低濁。同時(shí)，水質(zhì)，水溫，PH值，濁度相對(duì)穩(wěn)定，便于進(jìn)展比照試驗(yàn)。圖1為該廠的工藝流程圖，設(shè)計(jì)水量為10萬(wàn)噸/日，具有兩套平行的水處理系統(tǒng)，工藝一樣，設(shè)計(jì)參數(shù)一樣。試驗(yàn)采用調(diào)整兩套流程使其水量一樣其它工況根本一樣的方法，進(jìn)展比照試驗(yàn)。2、高錳酸鉀復(fù)合藥劑強(qiáng)化混凝試驗(yàn)結(jié)果與分析本試驗(yàn)進(jìn)展的時(shí)間選擇在2月、4月、10-11月、1月，根本上都是水質(zhì)最難處理的低溫低濁時(shí)期。同時(shí)，水質(zhì)、PH值、水溫、色度、濁度相對(duì)穩(wěn)定，便于進(jìn)展比照試驗(yàn)。試驗(yàn)條件見(jiàn)表1。試驗(yàn)條件試驗(yàn)時(shí)間水溫濁度度PHDr(g/l)2月2358.7284月6-742-448.810.9(Dn)10月6-6.572-798.752

28、11月408.839.5圖2、圖3、圖4和圖5分別為2月、4月、10月和1月高錳酸鉀助凝、高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝和預(yù)氯化助凝的局部觀測(cè)結(jié)果。圖2所示的為2月份高錳酸鉀助凝、高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝和預(yù)氯化助凝的局部觀測(cè)結(jié)果。試驗(yàn)中，由于原水處于低溫低濁且有機(jī)物含量很高的狀態(tài)。因此，混凝劑的用量單耗相對(duì)于一般的地表水處理藥高，經(jīng)過(guò)比照試驗(yàn)，得到本次試驗(yàn)聚合氧化鋁PA的起始投加量為87g/L。在高錳酸鉀助凝試驗(yàn)中，我們固定PA投量為87g/L，改變高錳酸鉀投量一次為1.9g/L、2.8g/L、4.8g/L，考察其對(duì)助凝效果的影響。從圖中可以看出，高錳酸鉀助凝較預(yù)氯化助凝使沉后水濁度降低4-6度，但存在一

29、個(gè)最正確投藥點(diǎn)實(shí)際上是一個(gè)最正確投加范圍，在這一范圍內(nèi)，助凝效果最好，超過(guò)這一范圍后，投量過(guò)高或過(guò)低，效果都要下降。在高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝試驗(yàn)中，我們固定復(fù)合藥劑中輔劑投量5g/L)和PA投量87g/L，改變高錳酸鉀的投量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝較高錳酸鉀助凝曲線(xiàn)沉后水余濁下降1.5-2.0度，效果更好，而且，高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝時(shí)，仍和高錳酸鉀單獨(dú)助凝時(shí)，最正確投量范圍一樣。為了考察預(yù)氯化與高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝在一樣出水濁度情況下的藥劑消耗量，我們?cè)陬A(yù)氯化試驗(yàn)中投氯量5.2g/L不斷增加PA投量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PA投量從87g/L增至152g/L，仍未到達(dá)高錳酸鉀復(fù)合藥劑的助凝效果。而在

30、一樣PA投量均為87g/L時(shí)，高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝Kn42.8g/L、輔劑XY5g/L較預(yù)氯化助凝12為5.2g/L沉后水余濁度要降低8度左右。圖3所示的數(shù)據(jù)為4月份高錳酸鉀助凝、高錳酸鉀復(fù)合藥劑量助凝和預(yù)氯化助凝的局部觀測(cè)結(jié)果。本次試驗(yàn)在優(yōu)選出高錳酸鉀的最正確投量為1.9g/L和PA最初投量為65g/L后，接著進(jìn)展了復(fù)合藥劑不同配比的試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)如今復(fù)合藥劑的輔劑投量較小的范圍內(nèi)PA65g/L、主劑Kn41.9g/L、XY2.2g/L助凝效果最正確，輔劑投量增后，效果反而下降，復(fù)合藥劑的最正確配比與水質(zhì)有關(guān)系。為了考察在一樣出水濁度情況下，不同處理技術(shù)的藥劑消耗量，我們固定投氯量7.8g/L

31、，增加PA投量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)氯化工藝中，PA從65g/L增加至152g/L后，沉后水余濁有所降低，但仍未到達(dá)高錳酸鉀復(fù)合藥劑的助凝效果PA65g/L、主劑Kn41.9g/L、XY2.2g/L，預(yù)氯化沉后水余濁PA152g/L)仍高于高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝PA65g/L沉后水余濁3-4度。而在一樣的PA投量65g/L時(shí)，預(yù)氯化助凝l27.8g/L)沉后水余濁較高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝劑高出7-8度。圖4所未的數(shù)據(jù)為10月份高錳酸鉀助凝、高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝和預(yù)氯化助凝的局部觀測(cè)結(jié)果。由于原水中Dr值很高，因此，本次預(yù)氯化的氯投量選擇為10.5g/L，PA的投量為92.4g/L作為起始投量，本次試驗(yàn)經(jīng)過(guò)

32、比照觀察認(rèn)為高錳酸鉀助凝的投量為1.53g/L左右效果較好。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，高錳酸鉀復(fù)合藥劑和預(yù)氯化助凝在到達(dá)一樣出水濁度時(shí)，高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝PA92.4g/L,Kn41.53g/L,輔劑1.8g/L)較氯化PA142.5g/L,l20.5g/L)助凝PA投量減少50.1g/L，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。在圖5所示的試驗(yàn)著重考察了在一樣出水濁度情況下，PA消耗量的情況。由于本次試驗(yàn)中氯的投量高達(dá)14.1g/L。因此，預(yù)氯化工藝中，助凝效果有一定改善。我們一方面不斷改變高錳酸鉀復(fù)合藥劑中主要輔劑的配比，尋找最正確配比范圍，使其助凝效果最明顯。另一方面，我們又不斷地加大預(yù)氯化工藝中PA的投加量，使

33、其出水濁度進(jìn)一步降低。當(dāng)兩個(gè)工藝中沉濁度根本一樣時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，高錳酸鉀復(fù)合藥劑量Kn42g/L,XY1.76g/L,PA投量85g/L預(yù)處理的PA投量較預(yù)氯化l214.1g/L、PA102g/L減少17g/L。同時(shí)，還觀察到，在一樣的PA投量情況下，預(yù)氯化l214g/L、PA85g/L較高錳酸鉀復(fù)合藥劑Kn4g/L,XY1.76g/L,PA投量85g/L)沉淀后出水濁度高出5度左右?？梢?jiàn)高錳酸鉀復(fù)合藥劑的助凝效果是非常好的。3、高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝和預(yù)氯化助凝對(duì)水中一些化學(xué)指標(biāo)的影響。表2為4月、10月、1月高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理和預(yù)氯化對(duì)水中耗氧量Dr、三氮、總錳、氯仿等化學(xué)指標(biāo)的影響。從表

34、2中可以看出，原水的D值很高，4月Dn為10.9g/L,10月為52.42g/L，經(jīng)過(guò)預(yù)氯化和高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理后，Dr值均有所降低。其中預(yù)氯化以后，沉后水D值平均降低29.0%。高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理后，沉后水D值平均降低34.7%?？梢钥闯?，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理對(duì)水中有機(jī)物的去除效果較預(yù)氯化為優(yōu)。從兩種處理工藝對(duì)水中剩余總錳的含量影響可以看出，無(wú)論是預(yù)氯化還是高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理都可以使水中錳的含量低于國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。水中三氮肥經(jīng)過(guò)兩種工藝的預(yù)處理后，均有所降低。各次試驗(yàn)不同預(yù)處理工藝進(jìn)、出水主要化學(xué)指標(biāo)表2工藝原水出水預(yù)氯化助凝高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝試驗(yàn)時(shí)間4月10月1月4月10月

35、1月4月101月PA投量g/L)152.0142.0102.065.092.485.0助凝劑投量g/L)2:7.82:10.52:14.1Kn04:1.9XY:2.2Kn04:1.58XY:1.8Kn04:2.0XY:1.76Dr(g/L)10.9dtn52.439.510.742.619.89.536.421.3NH3-N(g/L)0.510.610.0610.0240.1590.1730.016N3-N(g/L)0.520.500.620.10.240.570.10.1N2-N(g/L)0.0040.0140.0040.0040.00450.0040.004Tng/L)0.0370.170

36、.1260.0110.0240.0450.01380.0260.0967氯仿g/L)NDNDND32.746.236.00NDNDND注：1、ND表示所檢測(cè)工程的濃度在儀器檢測(cè)線(xiàn)以下；2、由于篇幅所限其它化學(xué)指標(biāo)略去；3、表為數(shù)據(jù)表示平行樣的平均數(shù)值。高錳酸鉀預(yù)處理助凝經(jīng)濟(jì)效益分析試驗(yàn)時(shí)間藥劑用量kg/10003水高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理較預(yù)氯化節(jié)約藥劑費(fèi)用預(yù)氯化處理高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理PAl2PAKn04XY復(fù)合助劑節(jié)約藥劑費(fèi)元/10003水%年節(jié)約藥劑費(fèi)元2月1525.2872.85113.433.1341391004月1087.8651.92.284.533.90308425010月14

37、210.592.41.531.8107.2332.6839138951月10214.1852.01.7637.2715.181360355平均值85.628.72312440高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理技術(shù)的另一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是可以有效地控制氯仿的生成量。在氯化副產(chǎn)物，都已氯仿的生成量作為指標(biāo)來(lái)衡量。反復(fù)的試驗(yàn)確認(rèn)，在高錳酸鉀復(fù)合藥劑的適當(dāng)配比范圍內(nèi)，對(duì)原水進(jìn)展預(yù)處理后，沉后水中氯仿的濃度可降到儀器檢測(cè)線(xiàn)以下。這一結(jié)果對(duì)于目前給水處理界普遍關(guān)心的“利用新的預(yù)處理工藝代替預(yù)氯化，減少氯仿生成量的課題來(lái)說(shuō)，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理技術(shù)可以說(shuō)是一個(gè)可喜的發(fā)現(xiàn)。4、高錳酸鉀復(fù)合藥劑和預(yù)氯化處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益分析。表3所列出的各種數(shù)據(jù)是以?xún)煞N預(yù)處理技術(shù)在到達(dá)或接近一樣沉后出水濁度情況下，藥劑消耗量的比擬。其中，水量以10萬(wàn)/d規(guī)模計(jì)，氯的價(jià)格1500元/t，高錳酸鉀價(jià)格為8000元/t，復(fù)合藥劑輔劑3000元/t，混凝劑2200元/t。我們從表中可以清楚地看到高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理技術(shù)在助凝方面具有優(yōu)越的性能，較預(yù)氯化工藝年平均節(jié)約藥劑費(fèi)用28.72%。以10萬(wàn)3/d的水廠計(jì)，一年可以在藥劑方面節(jié)約人民幣312.44萬(wàn)元。由于在許多情況下，預(yù)氯化沉后出水濁度不能到達(dá)高錳酸鉀復(fù)合藥劑的助凝效果，所以藥劑實(shí)際節(jié)約要較上述值略高。六、結(jié)語(yǔ)在對(duì)高