强化混凝技术讨论

mengyan197206

2009年06月17日 06:56:07

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强化混凝技术现状及展望
康健洪军
(哈尔滨市市政工程设计院，黑龙江哈尔滨150001)
摘要：我国对于饮用水的标准日益提高，常规混凝技术已不能满足饮用水安全标准，需对现有技术做一定的改进。强化混凝技术能够在现有混凝设备的基础上提高处理水出水水质，有效地缓解新标准下的供水压力。本文详细介绍了强化混凝技术的分类以及影响强化混凝技术的因素，并对其发展方向提出一些建议。
关键词：强化混凝；饮用水；分类；影响因素
1引言
随着水环境污染的加剧和水质标准的提高，常规混凝技术显然已经不能很好满足人们对水质安全的要求，尤其由于工农业生产的高速发展，而环保力度普遍不足，水安全问题在近些年来日渐突出，如何保护水源，发展、完善水安全保障技术变得十分迫切，而强化混凝能够在现有的水处理工艺设施基础上进行改进与提高的同时，兼顾前后续工艺流程的运行工况使废水达到深度处理的效果，因此研究这一技术可有效地缓解供水压力，并进一步促进完善我国的水处理工艺技术，推动我国水工业的发展。强化混凝的概念由来已久。早在1965年美国AWWA会刊的一篇论文巾对此就已有所论述。
强化混凝是指在混凝处理中投加过量的混凝剂、新型混凝剂或助凝剂、或者是其他的药剂，通过加强混凝与絮凝作用，使常规处理工艺尽可能多地去除水中的有机物和消毒副产物的前体(主要指腐殖酸、富里酸等有机物)。混凝强化主要通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂剂量与混凝反应过程以及反应pH条件的控制来现。
2强化混凝技术分类
混凝剂的筛选优化投入水中后能够产生絮状物，经过凝结、聚集，使水得到净化的药剂称为混凝剂。1960年代以前为第一代混凝剂，如硫酸铝、氯化铁；1960年代初开发出无机高分子混凝剂(IPF)，其后又研制出有机高分子混凝剂；1980年代以后除开发出复合高分子混凝剂以外，还研制出多种有机高分子混凝剂和生物混凝剂。
无机混凝剂具有无毒(或低毒)、价廉、原料易得等多方面的优点，在混凝技术中占据极其重要的地位，一直得到广泛的应用。主要分为铁类(主要包括硫酸亚铁、氯化铁、聚合硫酸铁、聚合三氯化铁等)和铝类(主要包括硫酸铝、硫酸铝铵、聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚磷氯化铝)。然而，由于混凝工艺中处理对象的复杂性与多变性、混凝过程中各种物理化学乃至生物过程的混杂性，对无机混凝剂的研究、生产及应用带来极大的困难。与此同时，受基础研究缺乏的制约，使无机混凝剂向更高阶段的发展面临着较大的影响。在环境污染、水源污染日趋严重，水质标准不断提高的今天，对水处理混凝剂的研究与开发提出了更高的要求。近年来，随着环境污染治理力度加大，为适合各类水质净化处理需求，人们加大了对复合絮凝剂方面的研究力度。我国也先后研制开发了聚合铝铁、铝硅、硅铝、硅铁以及聚合铝，铁与活性致浊物质和有机高分子絮凝剂等系列复合絮凝剂。并在聚合铝／铁的生产基础上，通过复配工艺，生产聚合铝硅和聚合铝铁等多品种复合型无机高分子絮凝剂。
随着混凝剂作用机理的深入研究，尤其是混凝剂投加后的形态转化规律得到逐步明确，对于既定水系和水质条件(包括如预氧化、预加酸碱等前处理过程所引起的水质变化)，如何明确小同形态、粒度大小、荷电特性所相对应的混凝作用机制，进行混凝剂剂的优化与选择显得十分重要。根据水体颗粒物，有机污染物等不同的水质目标，优化筛选高效混凝剂，确立最佳工艺去除目标混凝剂剂最与混凝反应过程混凝过程是一集众多复杂物理化学乃至生物反应于一体的综合过程，在既定条件F，包括诸如水溶液化学、水力学、不断形成与转化的絮体之问或碰撞或黏附或剪切等物理作用及其微界面物理化学过程等。混凝技术的高效性取决于高效混凝剂、与之相匹配的高效反应器、高效经济的自动投药技术与原水水质化学性质等多方面的因素。对于一个既定的水质体系，在水质特征与变化规律研究基础上，如何进行混凝过程的优化以及各单元技术之间系统性的优化集成，形成优化混凝集成技术系统，成为现代混凝技术研究的前沿热点问题。优化混凝集成技术的基本点是在原水水质变化特征基础上，进行混凝剂的优化选择、混凝过程与反应器的高效适配以及自动控技术的最优系统集成，也既FRD系统其基本原理在于高效的混凝剂需要与之相适应的高效反应器，同时匹配以反应过程的自动监控与投药控制的自动化，达到最大化地去除污染物和优化最终水处理成本。
3强化混凝的影响因素
混凝剂类型的影响作用
关于混凝剂类型对强化混凝影响的报道差别较大，有些报道认为铁盐混凝剂的TOC去除效果好于铝盐，有些则相反；但是总体而言，无机混凝剂的效果要好于有机合成混凝剂。造成不同效果的主要可能原因之一在于水温的影响作用，以及有机物的特殊化

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学组成与分布特征。
另外，对于混凝剂形态组成的影响作用从物理、化学特征加以分析研究的工作仍然需要加强。
混凝剂投加量的影响作用
强化混凝的最初想法就是较单独除浊时投加更多的混凝剂以达到降低TOC的目的。但是有些报道指出，如果调整到最优pH值，强化混凝的混凝剂投加奄可以接近常规混凝的投加量。
pH值对强化混凝的影响作用
一些研究认为对于混凝过程中有机物的去除而高，混凝过程 pH值比混凝剂的投加量影响更大，是有机物去除的决定性冈素。对于铝混凝剂而言。最适于有机物去除的pH值在5．5～6．5之间。一般而言，尽管较低的pH值有利于有机物的去除，但是在实际操作中，混凝剂的类型、投加量、pH值都必须同时考虑。
温度对强化混凝的影响作用
低温对于常规混凝具有负面的影响作用。有研究显示，低温并不影响TOC的去除，但是对于分子量小于lO00的低分子量有机物和色度起负面影响。温度的影响是复杂的，低温可能造成水的粘度提高，阻碍混凝剂的扩散和絮体沉降。而且可以影响水解动力学平衡，影响金属氢氧化物的形成。另外影响水的离子积常数，降低离子积常数，从而降低水中氢氧根的浓度。同时，低温可能造成形成的絮体密实度较低、絮体较小，导致分离效果差。需要指出的是，对于TOC去除过程的研究通常采用滤膜过滤加以表征，从而一定程度上掩盖了不同条件下形成絮体的颗粒粒度分布以及絮体结构、沉降性能之问的差异。
4展望
通过对典型水源以及结合不同水司对强化混凝的研究。吸取国外相关研究的经验教训，提出我国强化混凝与优化混凝的国家目标与切实可行的方案。因此，提出优化混凝(或强化混凝)的四个阶段措施：
水质特征与变化规律的研究：进行常规指标与特殊指标的综合研究，揭示水源水质的特征与相应的变化规律，建立系统完整的数据库。
药剂的筛选优化：应用不同形态组成的混凝剂同时配合助凝剂的使用，探索强化混凝效果与可行的工岂条件。
混凝工艺的优化：在进一步分析水质特点和水质规律的基础上，深入研究混凝机理，探寻有效的强化手段和方法，结合研究结果合理设计处理工艺和强化处理系统，优化混凝工艺的操作条件，引入先进的工艺监控技术，提高颗粒物与污染物的处理水平以及最终出水的水质安全性。
通过系统分析，总结提炼国家目标与优化(强化)混凝的标准方法。

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2009年06月17日 06:57:26

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强化混凝与优化混凝在常规水处理中的运用
张灵燕，吴波，张芮铭
(1．昆明通用水务自来水有限公司，云南昆明650231；2．昆明市自来水集团公司，云南昆明650231)
摘要：通过对强化混凝及优化混凝的机理、影响因素和研究实践情况的讨论综述，提出在常规水处理中强化及优化混凝环节是既能提高出水水质，又较为经济合理适合国情的方案。同时提出在水厂实际生产中实现强化／优化混凝需考虑进行的几方面的工作。
关键词：强化混凝；优化混凝；常规水处理
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1673—9655(2008)01—0056—04
水源水质的普遍污染已成为水环境污染控制与水资源保护领域的突出问题，而向公众提供安全饮用水是保障公众健康的重要组成部份，我国的供水行业不仅面临水源水质污染、供水水质标准不断提高的双重压力，同时还面对降低生产成本费用及水处理工艺自动化的迫切要求。
1 常规水处理与强化混凝和优化混凝
1．1 常规水处理中的混凝
自来水厂的传统常规水处理一般包括混凝、沉淀、过滤和消毒。常规水处理的工艺、运行重点是确保浊度、细菌和余氯达到目标要求。可以有效去除原水中的或经氧化和加注混凝剂后形成的非溶解性的化合物以及细菌病毒、原生动物等微生物。
混凝作为常规水处理工艺中的第一道工序，其目的就是通过投加混凝剂，利用电性中和、吸咐架桥和网捕沉淀等作用将污染物聚集成高质量的矾花，这些矾花可能通过后续的沉淀和过滤工序除去。混凝处理效果的好坏直接关系到后续流程的运行工况、出水水质及运行费用。因此混凝在净化提高水质从而增加有效水量中起关键作用。
常规混凝是以除浊为目的，很多研究证实，常规混凝工艺对天然有机物(NOM)及消毒过程中形成的消毒副产物(DBP)不能达到较高的去除率，为了获得优质的出水，就必须改进工艺提高有机物的去除率，而强化混凝就是目前经济有效的饮水处理单元技术之一。
1．2 强化混凝与优化混凝
强化混凝是美国环保局(USEPA)推荐为控制水中NOM的最好方法。强化混凝是指在常规混凝水处理过程中，在保证浊度去除率效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。强化混凝侧重于在现有水处理工艺设施上的改进与提高，通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂的剂量与混凝反应过程及反应pH条件的控制强化来实现。
优化混凝是在强化混凝基础上提出来的具有多重目标的混凝过程，包括最大化去除颗粒物和浊度，最大化去除TOC和DBP前驱物，减小残余混凝剂的含量，减少污泥产量，最小化生产成本。
基于强化混凝结合前处理如预氯化、预氧化等以及结合后处理过程如强化过滤、深度处理等系统化的结合，是属于优化混凝的范畴。
从水处理的实际情况看，往往是“强化中的优化，优化中的强化”。强化混凝需要通过混凝剂、混凝反应条件与反应过程的控制强化来实现，同时还必须兼顾前后续流程的运行工况，而不仅仅是混凝剂量的提高和pH值的控制，这样才能达到真正强化也即优化的目的。
2 强化混凝去除NOM的机理及影响因素
2．1 NOM的去除机理
天然有机物主要指动植物在自然循环过程中经分解所产生的大分子有机物，它可分为腐殖质和非腐殖质两类。其中腐殖质(腐殖酸、富里酸和胡敏酸)在地面水源中含量最高，占有机物的60％～90％，在天然水体中带负电荷，扩散能力强，分布范围广，是饮用水中多种消毒副产物的前体，是导致饮用水致突变活性增强的主要因素。水源中的NOM通常以颗粒、胶体或溶解形式存在。
用于反映水源水中天然有机物的综合指标有：总有机碳、溶解性有机物和紫外吸收值等。天然水体中的悬浮、胶态部分的有机物在混凝处理过程中通过电性中和，吸咐架桥、网捕沉淀得以去除且去除率高，而其中分子量小，溶解度较大的有机物具有良好的亲水性，必须通过强化混凝(低pH，高混凝剂用量)来提高去除率。
Randdtke认为强化混凝去除有机物的机理包括胶体状NOM的电中和作用，腐殖酸和富里酸的聚合体的沉淀作用，以及吸咐于金属氢氧化物表面上的共沉淀作用。对不同的混凝剂，去除天然有机物的主导机理也是不一样的。如果采用铁盐混凝剂，主要是依靠铁盐与天然有机物形成沉淀物而将其去除；采用铝盐混凝剂，则主要是依靠氢氧化物沉淀对天然有机物的吸咐作用而将其有效去除。
2．2 影响因素
2．2．1 混凝剂种类．
混凝剂的种类对混凝效果影响很大，不同的混凝剂对有机物的作用机理有所不同，因而其对NOM的去除效果也有所差异。有文献报道，在去除天然有机物时，铁盐的混凝效果好于铝盐。高分子絮凝剂单独作为混凝剂时，它的效果不如铁盐，因为它不能有效去除溶解性有机物，但当被用作助凝剂时，则可发挥其提高固液分离的功能，有效提高TOC的去除率。无机混凝剂(三价铁和明矾)在有机物的混凝方面优于合成有机聚合物。
2．2．2 混凝剂的投量
混凝剂的投量直接影响强化混凝对水中天然有机物的去除效果。Narkis和Rebhuun给出了腐殖酸、富里酸与各种混凝剂之

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间的化学计算关系，认为混凝剂的投量对NOM的去除有直接影响。强化混凝最初的想法是投加较降浊度时更多的混凝剂以达到去除TOC的目的。但有报道指出，如果调整到最优的pH值，强化混凝的混凝剂投量可以接近常规混凝的投量。
2．2．3 pH
pH对有机物去除效果的影响主要是由于氢离子与金属离子水解产物对有机配位体的竞争或者羟基与有机阴离子对金属离子水解产物的竞争造成的。pH能影响混凝基团的类型、富里酸和腐殖酸的离解度。低pH时，有机物质的质子移变作用加强，混凝基团的正电荷量增加。低pH时电性中和、吸咐作用更加明显，共沉淀作用加强，但沉淀作用减弱，这是由于富里酸和腐殖酸盐生成量减少的缘故。较低的pH有利于强化混凝对天然有机物的去除。文献报道，通过强化混凝去除TOC的最优pH在5～6之间。对铝盐混凝剂，去除有机物最优pH在5附近，铁盐则在4附近。
2．2．4 原水水质
原水水质对混凝效果影响很大。影响因素是有机物的分子量、电性及溶解性。原水中NOM的分子特性对其去除率大小起决定作用，憎水性越强，分子链越大，化学键结合部位多都能使其去除率大大提高。通过强化混凝能去除绝大部分的分子量大、憎水性强的NOM。当原水中的有机物主要由有机颗粒和大分子有机物组成时，混凝可以有效去除水中的TOC。水源中的腐殖质含量极大地影响到TOC和uV254的降低。混凝法除腐殖类和高分子量有机物的效果好于去除非腐殖类和低分子量有机物。此外，低温对于常规混凝具有负面的影响。有研究显示，低温并不影响TOC的去除，但是对于分子量<1000的低分子量的有机物和色度起负面影响，水温的影响是很复杂的。
2．2．5 水力条件
混凝过程中两个关键性的控制因素是混凝剂的水解结合效力和水力条件混凝效果与混凝剂在水中的扩散有密切关系，原水中加入混凝剂后将产生两种效应：混凝剂在水中进行混合与扩散；混凝剂水解，水解产物与胶体颗粒作用使其脱稳。由于水解、脱稳速率远远大于混凝剂在水中的扩散速率，故扩散作用成为胶体颗粒能否迅速脱稳的决定性因素。实际上，混凝剂水解产物的吸咐架桥能力和混凝设施产生的微漩涡所带来的剪切力的对比关系，决定了矾花的尺寸、密实度及沉降性能。前者决定混凝剂本身，而后者则由水力条件所确定。许多研究显示，适宜的水力条件是混凝剂发挥效力的前提，可以提高混凝出水水质。
3 强化混凝技术措施在强化、优化常规水处理中的研究实践进展
强化混凝实际上指通过一定的技术措施，改善混凝剂混合与反应条件，降低胶体颗粒动力学稳定性或聚集稳定性，提高混凝技术处理能力，发挥其最大混凝去除效力。基于对强化混凝的机理及影响因素的研究，目前对强化混凝技术的实践研究主要集中在混凝剂使用、优化反应条件、改进混凝反应设备3个方面。现举例加以说明。
3．1 混凝剂使用
黄晓东等用微污染水库水为原水，进行了包括增加投药量、降低pH值、投加有机高分子助凝剂等措施在内的强化混凝动态模拟试验。试验结果表明，与常规混凝相比增加碱式氯化铝PAC投量的强化混凝对TOC的去除率提高了24％。对COD 的去除率提高了10．5％，藻类的去除率提高了18．7％。在投加PAC的同时，分别加入PAM及华南理工大学研制的高分子絮凝剂CGA，实验发现助凝剂的加入对COD 的去除率提高了10％，TOC的去除率提高了8％，藻类的去除率提高了12．5％以上。
哈尔滨工业大学开发了高锰酸盐复合剂系列及高铁酸盐复合剂系列药剂，目前已在不少水厂使用。试验表明，高锰酸盐复合剂对低温低浊高有机物含量原水不仅具有强化混凝去除藻类、DBPs先质、酚等功效，而且效率优于传统氯化、预投加高锰酸钾除藻工艺。
上述研究表明，确定合适的混凝剂投量，选择适宜的混凝剂种类(新型混凝剂、助凝剂、絮体改良助剂等)，采用适宜的助凝技术能够大大提高目标污染物的去除效率。强化混凝是一种不需额外增加高额投资又能在现有的处理构筑物基础上控制消毒副产物形成的有效方法。同时通过多种混凝剂的协同作用能提高污染物的去除率。
3．2 优化反应条件
董秉直等通过实验发现降低pH能有效地提高有机物的去除效果，去除有机物的最佳pH为5．5。在最佳pH下，小分子质量的有机物能得到最大限度的去除。黄晓东等试验发现，与常规混凝
相比，降低pH强化混凝对TOC的去除率提高了26．6％，对CODM 的去除率提高了12％，藻类的去除率提高了14％。
刘海龙等对配水井进行强化混凝条件的选择试验，考察了混凝剂种类和快速搅拌时间及强度等对强化混凝效果的影响。通过测定絮凝指数(FI)、沉后水浊度及DOC等发现：影响有机物去除率的关键因素是混凝剂的扩散过程和快速混合碰撞过程：200～250r／min(G值为106～145s )的快搅速度和60s左右的快速搅拌时间即可满足强化混凝的要求；絮体在过度搅拌强度下的破碎对有机物的去除无显著影响。
王东田等通过实验发现，对于低温低浊水的处理，为了增大混凝剂的分散性，克服低水温导致的水的粘性增大所带来的影响，应采用较高的快～速搅拌强度，一般为600～900s–1；快速搅拌时间为5～9min为宜；缓速搅拌时间以20～30min为宜；混凝pH控制在6．5～7．5。
研究表明，在实际运用中，可以根据所选择的混凝剂种类、处理水样的水质条件以及处理后要达到的指标，通过实验确定最佳水力条件及混凝反应的最佳pH，实现混凝处理效果最优。
3．3 混凝设备
根据混凝作用动力学，混凝由混合和反应两过程组成。混合阶段时间短、强度大，可使混凝剂快速混合均匀，反应阶段的搅拌强度则不宜过大，以使颗粒之间发生有效碰撞，形成矾花。混凝设施由混合和絮凝两种设施组合而成。
混合设施方面，欧、美、El净水厂通常采用快速机械搅拌器(G=700—1000s )，其强调混合快速均匀，机械搅拌能随原水的水质、加药量和药剂种类的变化作相应调整来达到最佳处理效果。我国城市水厂多采用比较简单的加药混合方式与设备，只有少数水厂采用机械撑搅拌混合装置。
絮凝设施方面，欧、美、日净水厂通常采用多档变速机械搅拌(G=70～20s–1，t=30—40min)，我国近年来在新型絮凝池研究上达到较高水平，但我国水厂采用的絮凝设施多是根据传统絮凝剂的净水特点设计，不能充分发挥新型高效絮凝剂的作用，需要使用如接触凝聚反应器、拦截沉淀反应器、微涡旋反应器、深床接触凝聚过滤反应器等絮凝反应器，强化反应过程的接触絮凝作用和微涡旋状态，从而大大提高沉淀或过滤效率，使反应、沉淀和过滤工艺有机结合，实现絮凝机理工艺化，使混凝设施和新药剂发展同步。
4 结束语
天然有机物在水体中广泛存在，在水处理的终端也无法彻底去除，它不但引起水体色、嗅、味，而且在水厂的消毒过程中会形成消毒副产物(DBP)，对人体健康造成不利的影响。因此，水处理不仅是浊度与细菌的去除，还包括对有机污染物的去除。为了去除DBPs应尽量降低水体中天然有机物尤其是DBP前驱物含量。传统水处理工艺对有机物的去除率较低。目前对水中有机物的去除模式不仅利用强化混凝作为手段，还有生物氧化法、投加化学氧化剂法和投加吸咐剂法等预处理法和活性碳吸附、臭氧氧化、生物活性碳、膜技术等深度处理工艺，各种方法各有所长，关键在于如何有效合理地配合使用这些方法。
不容置疑的是在一定条件下，强化混凝工艺能有效提高有机物去除率，相比那些复杂而昂贵的设备工艺改造方案，其在技术和经济上都是可行的。当然强化混凝也可能产生一些副效应如腐蚀、残余铝、沉降性变差、排泥量增大等。因此，对强化混凝的整体优化就显得很重要，也就是说强化混凝手段不仅仅是控制pH值、提高投药量，而是有多种的可行性选择，优化混凝就是在强化混凝基础上提出的具有多重目标的混凝过程。在常规水处理中强化和优化混凝环节，在保证浊度去除的同时，提高有机物的去除率，达到即定水处理目标，无疑是较为经济合理、适合我国国情的水处理方案。
在水厂的实际生产中，要充分发挥强化混凝工艺在常规水处理中的去浊去污效果，尽量降低可能的副效应，最大限度地提高水质降低经济成本，应该强调优化混凝，可以考虑以下几方面工作。
(1)加强水质检测力度，进行常规指标与综合指标的综合研究。强调水源水水质监测的重要性，建立水源水水质数据库，显示相关水源水质的特征和变化规律。
(2)根据水源水的特点，应用不同形态组成的混凝剂同时配合助凝剂使用，结合不同投药量及pH值进行混凝剂筛选优化试验，以确立最佳的工艺去除目标。
(3)通过一系列实验，探索强化混凝的效果和可行的工艺条件，对反应器的组成结构、水力条件、反应控制进行相应优化，针对不同的水质状况，确定最佳工艺条件，以达到反应过程的最优控制。在必要情况下，可以根据水质变化的主体特征，考虑后续工艺的选择，进行工艺协同的优化。
(4)加强对工艺水水质的监控力度，引进较为先进的工艺监控力度，进一步强化水自处理过程的控制，提高颗粒物及污染物的处理水平以及最终出水水质。达到最大化的去浊去污效果及优化最终的水处理成本

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2009年06月17日 07:00:35

6楼

典型北方高碱度微污染水体强化混凝的示范研究
晏明全，王东升，曲久辉，汤鸿霄，何文杰
1．中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京1000852．天津市自来水公司，天津300040
收稿日期：2006．03—24 录用日期：2006—05—11
摘要：以高碱度、受有机物污染的典型北方水体为例，探索适宜的强化混凝技术．在水质调查的基础上，提出适合水质特征的强化混凝目标．研究了高碱度水体强化混凝技术方法．研究表明，可以通过3条技术途径提高水体中有机物的去除效率．其一在混凝前优化pH，促进絮凝剂水解形成中聚体，A1C13在pH 6左右，FeC13在pH 5左右时，有机物去除率可以提高一倍左右；其二是强化沉淀软化；其三是絮凝剂优化．结合我国实际情况，通过对传统絮凝剂进行改性，研制出了适合我国北方水质特征的高效凝剂，能较传统絮凝剂将有机物去除率提高30％以上．
关键词：强化混凝；PAC1；天然水体有机物(NOM)；pH
文章编号：0253-2468(2006)06—0887—06 中图分类号：X52 文献标识码：A
随着工农业生产的发展，水源污染问题持续恶化；而随着生活水平的提高，人们对饮用水的水质要求越来越高．氯化消毒技术为饮用水生物安全性提供了一个有力的屏障；然而，消毒剂氯能与水体中的天然有机物(NOM)反应生成消毒副产物三卤甲烷、卤乙酸等“三致”物质，影响饮用水的化学安全性．确保有效去除或灭活微生-物病原体，同时使消毒副产物的生成量最低成为目前饮用水处理工艺面临的最大挑战．消毒前有效去除水体中的NOM从而减少消毒副产物的生成是降低消毒副产物的最佳途经(USEPA et a1．，1999；Jacangelo et a1．，1995；Randtke，1988)．强化混凝作为控制消毒副产物前驱物(NOM)的最佳技术(BAT)(Jacangelo，1995；USEPA，1999)得到了广泛应用．不同于传统优化混凝以实现浊度、有机物及消毒副产物前驱物的最大去除，最低的经济成本、产渣量、絮凝剂残余量为目标，强化混凝的目的是最大程度去除水体的消毒副产物前驱物．
NOM 的去除受水体碱度和有机物的含量及性质显著影响．碱度越高，有机物的去除率越低；水体中的部分有机物，尤其是溶解性人工合成有机物是通过混凝工艺难以去除的，混凝只能去除水体中能和絮凝剂作用的那部分有机物，这部分有机物含量越高有机物去除效率也越高．提高投药量和调节混凝前pH是提高强化混凝效率的有效手段在国外被广泛应用(USEPA，1999；Crozes，et a1．，1995)．
中国北方水体具有较高的碱度，而且受工业污染较严重，传统混凝工艺对有机物的去除效率较低．在国家“十五”计划专项项目支持下，本研究以典型的中国北方水体—— 黄河水和滦河水为示范，探索研究适合中国北方高碱度微污染地表水的强化混凝技术与目标．
1 试验方法和材料(Materials and methods)
1．1 试验方法
试验所用原水取自天津芥园水厂，试验前检测原水的浊度、pH、UV254及TOC．烧杯实验采用二联混凝搅拌仪．向1200 mL反应器中加入800 mL原水，以200 r/min 快速搅拌30 S后，用加样枪加入絮凝剂；反应2 min后转速调为40 r/min 慢速搅拌，继续搅拌10 min后停止搅拌，静置20min后在液面下2cm处取样检测浊度、TOC、uV254、pH．需要调节pH时，在投加絮凝剂前30s按要求用加样枪加入适量的HC1或NaOH．絮凝剂FeC1 和A1C1 在实验室用化学纯试剂配制；PAC1和HPAC为万水净水剂厂提供．
1．2 测定项目及方法
浊度由HACH 2100N型浊度仪(美国HACH公司)测定；pH由奥立葩MODEL828 pI-I计(上海精密科学仪器有限公司)测定；TOC由Pheonix 8000 TOC仪(美国)测定；UV254值是将水样经过0．45 um滤膜过滤后在紫外分光光度计上用1cm石英比色皿测定(UV—VIS 8500 Spectrophotomet)．
1．3 有机物表征方法
水体有机物树脂分级及超滤膜分级试验方法及材料见文献(Yan，2006)
2 试验结果(Results)
2．1 典型北方水体水质特征
天津同中国北方许多城市一样，属于严重缺水城市，在多雨的夏季和秋季，以滦河水为城市供水水源；在于旱的春节和冬季，滦河的水量不能满足供水需求，则从黄河下游引水．同为中国北方水系，因为具有相同的地质特征，滦河水和黄河水水质具有很大的共性，如高碱度(>120 mg/L，以CaCO，计)、高pH值(>8．2)．同时，2条河也受各自流域和人为因素以及气候因素的影响，其水质各自表现出不同的特征，如滦河水主要在夏、秋高温季节作为饮用水水源，此时藻类繁殖旺盛，使滦河水具有较高浊度、高叶绿素和高藻类数，蛋白质氮比重也较高(Davis et a1．，1981)．而黄河水流经中国西北、华北地区，地质复杂，其水中具有更高的碱度、硬度和盐含量．虽然黄河水和滦河水中COD 平均含量均为4．8 mg/L，但有机物的成分及分布也有较大差别，在蛋白性氮比重、色度、藻类含量上也表现出差异．
表1和图1、图2为典型季节黄河水和滦河水有机物成分的分析结果．从表1可以看出，滦河水中由于藻类的繁殖，颗粒物中有机物的比例较为显著，达到15．63％．Leeheer等(2003)认为，一般颗粒物中有机物所占比例不高于10％．黄河水中，颗粒态有机物比例只占到4．25％．分子量分级结果显示，滦河水中大分子(>3 X 104)有机物也明显高于黄河水(图1)．研究表明，SUVA值与水体中芳香族有机物和不饱和性有机物具有很强的相关性，SUVA是评价水中有机物性质的重要指标
(Crou6 et a1．，2000；Edzwald et a1．，1985；OMeliaet a1．，1987；Weishaar et a1．，2003)．Edzwald(1990)研究发现，SUVA大于4时水体中有机物容易通过混凝工艺去除，反之则不易通过

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2009年06月17日 07:01:23

7楼

工艺去除．黄河水和滦河水中的SUVA值均较低，分别为3．41和2．1 1．

滦河水和黄河水膜分级(图1)及树脂分级(图2)结果表明，中国北方水体受到亲水性有机物污染，黄河水和滦河水中憎水性有机物含量较低于通常值70％ (0"Melia et a1．，1987，Jacangelo et a1．，1995)，尤其是滦河水．另外，憎水性有机物中，憎水碱性和憎水中性物质所占的比例较低．滦河水受低分子量的有机物污染严重，相对分子量小于1000的有机物占总量的70％，而黄河水这部分只有2l％，其相对分子量介于1×10 ～3×10 的有机物占较大比重(OMelia et a1．，1987)，不同于其它水体．
值得指出的是，一般认为憎水性有机物较亲水性有机物具有更强的三氯甲烷生成能力，因而常用SUVA代替三氯甲烷生成势(Crou6 et a1．，2000；Edzwald et a1．，1985)．Owen(1995)研究表明，具有较低SUVA值的亲水性有机物也具有一定的三氯甲烷生成能力，在管网中容易引起细菌再生；另外，很多人工合成有机污染物也具有较低的SUVA值，低SUVA有机物也应值得重视．
2．2 季节性混凝特征
根据对混凝效率影响最为显著的几个指标，碱度、浊度、温度、藻类和有机物含量和性质，可以将天津原水按季节分为6个典型水质期：低温低浊黄河水(LTTH，一月和十二月)；春季黄河水(SprH，二月至四月)；早夏黄河水(ESumH，四月和五月)；早夏滦河水(ESumL，五月至七月)；高温高藻期滦河水(HTAL，七月至十月)；秋季黄河水(AutH，十月，十一月)．试验研究了各种典型絮凝剂在各个典型水质期絮凝性能差异，文中只给出铁盐在6个典型水质期的试验结果对比(图3、图4)．从上图中可以看出，中国北方水体混凝效果表现出明显的季节性．滦河水中有机物去除率明显高于黄河水；黄河水也表现出季节性变化，温度越高有机物的去除率

也越高．秋季和早夏uV 的去除率高于春季，春季高于低温低浊期．从图4可以看出，浊度随季节也表现出一定的差异．
比较图3、图4可以看出，对有机物去除的最佳投药量明显高于对浊度去除的最佳投药量．在天然水体中，去除有机物的絮凝剂量取决于水体中不饱和有机基团的量，絮凝剂必须使水体不饱和有机物基团饱和．传统的通过浊度去除确定投药量的方法不足以有效的去除水体中的有机物．
2．3 天津水体强化混凝目标的确定
参照美国环保局(USEPA)颁布的《EnhancedCoagulation and Enhanced Pricipitative SofteningGuidance Manua1)的要求对中国北方水厂进行一年评估表明，由于中国北方水体受到严重污染，很难达到USEPA强化混凝第一步目标．USEPA对较难处理的水质，制定了第二步标准，将静态试验每增加10 mg/L 絮凝剂A12 (SO4 )3•14H2 0，TOC去除量增加不足0．3 mg/L 时作为收敛点，确定此时TOC去除率为强化混凝替代标准．参照USEPA第二步混凝试验要求进行混凝试验，选择了高温高藻期滦河水和秋季黄河水2个典型水质期以说明，结果如图5所示．

从图5可以看出，由于天津原水水质受到严重污染，参考USEPA强化混凝第二步标准，滦河水强化混凝TOC目标去除率为20．3％ (B点)；黄河水TOC去除率只有8．7％，离我国饮用水安全有一定差距(A点)．对于絮凝剂的最佳投药量有2种方式确定：其一是达到某有机物及浊度等指标目标的最低投药量；其二是当投药量继续增加对出水水质提高影响不是很显著时的投药量(Randtke，1988)．
从图5可以看出，对滦河水投药量为50mg/L A12(SO4)3•14H20，TOC去除率为31％ (D点)的目标是比较合适的，继续增加投药量有机物去除没有明显提高．对于黄河水，35 mg•L A12(SO4 )3•14H2 O的投药量TOC去除率为12．7％(c点)的目标比较合适，继续增加投药量对有机物的去除效果不是很明显，反而会使部分颗粒物复稳，影响对颗粒物的去除效果．很多研究表明，uV254 的值和水体中的有机物量具有很好的相关性，尤其芳香族有机炭(Crou6et a1．，2000；Edzwald et a1．，1985)．Edzwald(1985)
研究发现uV254 比TOC和消毒副产物具有更好的相关性．另外，uV254 检测更简单、快捷，不需要复杂的仪器，是水厂日常检测指标，用uV254 作有机物指标有很强的适用性．根据图3的试验结果提出了典型天津水体季节性有机物(UV254 )和颗粒物(浊度)去除目标及对应投药量，如表2所示．可以看出采用强化混凝工艺，能显著改善出水水质，尤其是有机物的去除率．保证饮用水的化学安全性．值得指出的是，此时的投药量并不是水厂运行投药量，水厂可以通过系统优化、絮凝剂优选及调节混凝前水体pH来达到此目标．

2．4 pH对高碱度水体混凝影响
一般认为，在低pH区，Fe、Al以离子形态为主，混凝以电性中和为主，随着pH升高，Fe、Al水解直至产生沉淀Fe(OH)3(s)、A1(OH)3(s)，此时混凝以卷扫为主(Duan et a1．，2003)．进一步研究无机絮凝剂混凝性能及机理发现，无机絮凝剂混凝性能与其水解形态密切相关，无机絮凝剂的各种水解形态在混凝过程中表现出不同的絮凝机理和效果．本文以普通铝盐、聚合铝及铁盐为例以说明．部分试验结果如图6所示．

碱度和pH决定絮凝剂投加后的水解形态．铝盐投加后水解产物可以分为低体Aa、中聚体Alb、胶体Aia 3种形态．在酸性条件下，铝盐投加后水解形态以Ala 为主；随着pH升高，Alb 逐渐增加，在pH6左右，Alb 含量达到最高；在偏碱性条件下，铝盐投加后A含量显著升高，Ala 含量降低(Wang et a1．，2004)．A1b 具有很强的电中和性能，但因为粒度较小，不能使溶解性有机物脱稳沉淀；A1a 不仅具有很强的电中和性能，而且具有较大粒度，能使溶解性有机物和小粒径的颗粒物脱稳，形成胶体态物质，虽然不能沉淀去除，但能被0．45 um 的膜截留下来；A1a 具有较大粒度，表面局部具有强电簇，能吸附水体中的有机物和颗粒物沉淀去除．DOC的去除效率主要取决于A1b 含量；浊度的去除效率主要取决于Ala 含量，Alb 能使颗粒物脱稳，但絮体较细小，容易复稳，不易通过沉淀去除；uV254 的去除效率取主要决于Alb +Ale 含量，尤其是Al (Yan，2006)．在pH 6左右，铝盐投加后水解形态以Ale 为主(Wang et a1．，2004)，此时对有机物具有最佳去除效果，在偏碱性条件下，铝盐投加后Ale 含量显著升高，此时浊度去除效果较好，而DOC去除效率降低．uV254 去除率在pH 6—8区间较稳定．在酸性条件下，铝盐对有机物的去除效果明显优于PACI，而在偏碱性区域，PAC1对有机物的去除效果优于金属盐．表明聚合铝在预水解过程生成的中聚体较稳定，受水体的碱度影响不明显，对于高碱度的水体，适当的预水解程度能促使具有较好混凝效果的优势形态形成，提高絮凝剂的混凝效果．铁盐表现出和铝盐较一致的规律，但铁盐水解平衡点更偏向酸性区域．可以看出，铝系絮凝剂A1C1 、PAC1在pH 6左右对有机物具有最好的去除效果，而铁盐在pH 5左右对有机物具有最好的去除效果．
从上图6可以看出，中国北方水体中很高的Mg2＋浓度(30 mg/L )，当pH升高到11时，开始生成Mg(OH)2 沉淀，Mg(OH)2 沉淀同铝盐水解产物一样，是带正电性的不定型结构，具有较大的比表面积，能像絮凝剂一样有效去除水体中的有机物、颗粒物和CaCO3 沉淀．此时，浊度和有机物去除率显著升高．
因而，对于高碱度中国北方水体，可以通过3条途径提高有机物去除效率：其一是在混凝前调整pH值，促进混凝过程中优势水解形态生成；其二是对絮凝剂进行改性，提高混凝过程中优势形态的含量；另外一条途径是强化沉淀软化，即通过加入过量的碱，使pH升高到11以上，形成Mg(OH)3沉淀强化水体有机物去除．
2．5 絮凝剂改性优化
对于高碱度水体，混凝前调节pH，相应的水处理设施也需要改造，同时，会增加水处理过程中药剂成本，使水处理成本增加，在水厂推广有一定的困难．
对于高碱度水体，PAC1较铝盐、铁盐对有机物的去除表现出明显的优越性，但形成的絮体较细小、松散，过量的Al 会使水体中有机物复稳．因而，研究开发了基于PAC1高效复合絮凝剂HPAC(Yan，2006)，不仅能改善聚合铝中预制Al 形成的絮体沉降性能差的缺点，而且能增加聚合铝的电中和能力和吸附架桥能力，对中国北方高碱度典型水体中有机物及颗粒物有较好的去除效果．以HPAC与铁盐、铝盐及PAC1处理秋季黄河水为例说明(图7)．

铁盐和铝盐是最常用的2种絮凝剂，对于中国北方高碱度水质，二者对有机物的去除没有明显的区别．无机高分子絮凝剂PACI在常规投药量不仅能显著提高有机物的去除率，节省投药量，尤其是在低温期，PACI水解受温度显著影响不像普通铝盐那样显著，这种优势更为明显．但是，当PACI投药量增加到一定的量后，容易出现复稳现象，有机物去除率不及铝盐和铁盐基于PACI开发的新型复合高效聚合铝(HPAC)能显著将DOC的去除效率提高30％以上，达到USEPA对此类水体TOC去除率15％的强化混凝目标．此外，HPAC形成的絮体较为密实，具有很好的沉降性能，不易出现复稳现象．
深入研究表明，经过改性的HPAC能在较低的投药量下有效的去除憎水性酸、憎水性碱和憎水性中性有机物及大分子这类高SUVA有机物，这种优势在中试气浮工艺中显得更明显(Yan，2006)．
中试及生产试验表明，使用絮凝剂HPAC，混凝工艺和其它工艺具有很好协同效果．预氧化、固／液分裂、砂滤和深度处理工艺与絮凝剂HPAC集成研究将在后续的文章中讨论．
3 结论(Conclusions)
1)中国北方水体不仅具有较高碱度，而且受到一定程度的工业污染，亲水性、小分子有机物含量高，属于通过混凝较难处理水体．
2)提出适合中国北方水质特征的季节性强化混凝目标，能较传统混凝显著提高水体有机物去除效率．
3)提出处理高碱度水体的3条技术途径.
4)针对中国北方水质特性，成功对普通聚合铝进行改性，有机物去除效率提高30％以上．

mengyan197206

2009年06月17日 07:02:09

8楼

高锰酸钾与氯胺联合预氧化强化低温低浊水处理
杨艳玲，李星
(北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室，北京100022)
摘要：为了探讨对低温、低浊水更为有效的预氧化技术，通过小试考察了高锰酸钾与氯胺联合预氧化工艺在助凝、助滤、去除有机物及减少氯化消毒副产物方面的效能。结果表明：与单独氯胺预氧化工艺相比，高锰酸钾与氯胺联合预氧化具有明显的强化助凝和助滤作用，在最佳质量浓度时，可使沉后及滤后水浊度去除率分别达到94％和98％以上；并具有明显地降低沉后有机污染指标的效能，使沉后水中uV254和CODMn 指标分别降低23％和32％；还能够有效地控制THMs的生成，KMn04质量浓度为2 mg／L时，THMs去除率达85．2％，同时还可去除CHBr2C1、cHB 两种副产物。因此高锰酸钾与氯胺联合预氧化是一种对低温低浊水十分有效的水处理技术。
关键词：市政工程；联合预氧化；高锰酸钾；氯胺；浊度；UV254；
CODMn；THMs；低温低浊水
中图分类号：TU991．2 文献标识码：A
O 引言
北方地区的许多城市水厂以地表水作为水源，在冬季，由于水温过低，絮凝体形成缓慢，絮凝颗粒细小，水中浊度过低又使颗粒间的碰撞几率大为减少，影响混凝效果，使出水水质变差。尤其是当水体受到污染时，水中有机污染物对胶体的保护稳定作用阻碍了混凝剂与胶体颗粒间的脱稳凝集，使得混凝处理更加困难。因此低温低浊水的处理问题一直是这些水厂长期面临的技术难题。
针对受污染水，水厂通常采用预氯化的方法，通过投加氯来氧化破坏有机物对胶体的保护作用，改善混凝效果。但是氯作为预氧化剂存在许多问题，一方面它与水中某些有机物生成有毒害作用的氯化副产物；另一方面，水中氨氮含量高时，通常的加氯量大部分转化为氯胺，不仅氯耗较大，而且生成更多的对人体健康有害的副产物，使出水的化学安全性下降。
前期的研究表明，采用KMnO4与NH2C1协同预处理微污染水源水，不但能强化NH2C1的消毒效果，减少NH2C1的投量，同时还可以降低三卤甲烷(THMs)的生成量，使处理后水质在化学安全性和微生物安全性两方面均得到提高。本文在前期研究成果的基础上，以冬季的黄河低温、低浊微污染水源水为实验水样，考察KMnO4与NH2C1联合预氧化在助凝、助滤、去除有机污染物及减少氯化副产物方面的效能，并与单独NH2C1的预处理效果进行对比，探讨对低温、低浊水更为有效的预氧化技术，同时更全面评价KMnO4与NH2Cl联合预氧化在实际应用中的可行性。
1 材料和方法
1．1 实验水质
以冬季的黄河低温、低浊微污染水源水为实验水样，实验期间部分水质参数如下：浊度为10．7 NTU，UV254为0．122，水温为4 ℃，pH值为8．08，NH3-N为0．24 mg／L，NO2一N为0．091mg／L，CODMn 为4．24 mg／L。
1．2 分析指标与检测方法
浊度用HACH公司的台式浊度仪测定；pH值采用pH计测定；UV254采用752型紫外可见分光光度计测定；THMs采用安捷伦公司6890N气相色谱仪测定。
1．3 实验方法
用JJ一4六联电动搅拌器进行烧杯搅拌实验。将定量水样移至6个1 500 mL的烧杯中，先投加一定质量浓度的NH3 一N，然后同时投加一定质量浓度的KMnO4和CI2。在一定搅拌强度(500 r／min)下反应20 min后，加入混凝剂FeCI3在200 r／min的条件下快速混合1 min，100 r／min慢速反应18min，沉淀30 min后，从距液面5 cm处的取样口取出上清液进行测定，部分水样经定性滤纸过滤后测定。
2 结果与讨论 -
2．1 KMnO4与NH2CI联合预氧化的助凝、助滤效能KMnO4与NH2C1联合预氧化的助凝和助滤效果见图1和2，其中混凝剂FeC13 质量浓度为7 mg／L。从图1可以看出，NH2C1具有很好的助凝作用，沉后水浊度随NH2C1质量浓度的增加呈明显的降低趋势；KMnO4与NH2C1联用具有明显的强化助凝作用，并存在最佳的质量浓度范围，不同的NH2C1质量浓度下，当KMnO4质量浓度为1．0 mg／L时沉后水的浊度最低，分别为0．643 NTU、0．570 NTU和0．530 NTU，沉后水浊度去除率达到94％以上。从图2中看出，NH2C1同样具有很好的助滤作用，随着NH2C1质量浓度增加，滤后浊度呈明显降低趋势，KMnO4与NH2C1联合预氧化同样具有明显的强化助滤作用，随着KMnO4与NH2C1质量浓度的增加，滤后水浊度始终呈现出良好的降低趋势，去除率均在95％以上，当KMnO4质量浓度为2．0 mg／L，NH2C1质量浓度为6．0 mg／L时，滤后水浊度已降为0．155 NTU，去除率达98．5％以上。
氧化剂一般通过破坏无机胶体颗粒表面的有机涂层达到强化混凝的目的。NH2C1通过水解后产生的HC10氧化了水中部分有机物，降低了胶体的稳定性，提高了混凝效果。KMnO4与NH2C1联用表现出明显的强化助凝和助滤的效能，一方面是利用KMnO4的氧化作用；另一方面是利用KMnO4与水中还原物质反应生成的水合MnO2的吸附作用促进和加快絮体的成长，有利于混凝和后续过滤工艺对有机物和浊度的去除；此外，KMnO4与NH2C1联用能互相促进，产生协同助凝作用，进一步降低沉后和滤后水的浊度。
2．2 KMnO4与NH2CI联合预氧化对有机污染指标的去除
大量实验结果表明，芳香族化合物和具有共轭双键的化合物在254 nm波长下有较强的吸收峰，这类物质是天然水中主要的有机物质，同时UV254指标可作为TOC及THMs前体物的代用参数。
图3表示KMnO 4与NH2C1联合预氧化对沉后水uV254指标的降低效果，实验中NH2C1质量浓度为6．0 mg／L。从图3可看出，uv254 吸
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mengyan197206

2009年06月17日 07:03:13

9楼

强化混凝技术在水处理工程中的研究进展
◆ 刘启承
摘要：先指出常规水处理工艺的局限性，然后介绍了强化混凝技术的内涵及其理论基础，并对强化混凝技术的影响因素进行了分析，最后对强化混凝技术在水处理工程中的应用进行了综述。
关键词：强化混凝；水质；混凝剂；水处理
目前严重影响水质进一步提高的问题之一是水中有机物的控制与去除。数十年来，国内外水处理工作者在有机物去除问题上已做过大量研究。但常规水处理工艺只能去除水中2O％～30％的有机物，且由于存在溶解性有机物，不利于破坏胶体的稳定性而使常规工艺对原水浊度去除效果下降，仅为50％一60％。因此，对现有常规处理技术与工艺进行改造，发展新的水处理技术与工艺势在必行。常规净水工艺的改造有以下几种方法：增加深度处理，如活性炭吸附技术；增加预处理，如生物预处理；不增加常规工艺前、后的处理，而是在现有工艺上改造，如强化混凝。
1 强化混凝内涵及其理论基础
1．1 强化混凝内涵
强化混凝是指在常规处理工艺流程中，在保证浊度去除率效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。强化混凝侧重于在现有水处理工艺设施上的改进与提高，通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂的用量与混凝反应过程及反pH条件的控制强化来实现，从而提高常规处理中有机物的去除效果，最大限度地去除消毒副产物的前体物。
1．2 强化混凝艺的理论基础
强化混凝(enhanced coagulation，简称EC)是在常规混凝的基础上提出来的。强化混凝作用机理与常规混凝并无太大差别，主要包括压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附架桥作用、沉析物网捕作用和特殊混凝作用等。向污染水体投入混凝剂后，一方面通过压缩双电层和吸附电中和作用，胶体扩散层被压缩，￡电位降低，胶体脱稳；另一方面通过吸附一架桥和沉析物网捕等作用使脱稳后的胶体相互聚结成大的絮体并沉淀，最终固液分离。
常规混凝投加某些电解质，改变水中粘土和细菌等悬浮固体的存在性质和状态，使水中的细小颗粒相互聚集形成絮状大颗粒。常规混凝在水处理工艺中常用的混凝剂是AI2(SO4 )3、FeCI3、PFS(聚合硫酸铁)、PAC(聚合铝)。由于水体中pH值会影响到这些混凝剂的水解形态和水中微粒的表面特性，并且水中有机物的分子质量较小、溶解度较大，所以在一般混凝条件下，有机物的去除率是很低的。而强化混凝则可以改变混凝处理条件，如混凝剂品种、混凝剂投加量、水质、水力条件、水温、碱度和pH等。只有优化这些反应条件，使混凝剂在最佳条件下起作用，才能达到强化混凝提高常规混凝效果的目的。
2 强化混凝技术的影响因素
2．1 混凝剂种类
混凝剂的种类对混凝效果影响很大，不同的混凝剂对有机物的作用机理有所不同，因而其对有机物的去除效果也有差异。王冬云等通过实验发现硫酸铁对COD和磷的强化效果优于聚合氯化铝和硫酸亚铁；聚合氯化铝对SS的强化去除效果比硫酸铁和硫酸亚铁略好。张敬东等通过混凝实验，比较了明矾、碱式氯化铝、聚合铝、聚铁及硫酸铁5种混凝剂强化处理生活污水的效果，铝系混凝剂处理效果好于铁系混凝剂。
2．2 混凝剂的投加最
混凝剂的投加量直接影响强化混凝对水中有机物的去除效果。加大混凝荆投加量，会使有机物的水化壳压缩，水解的阳离子与有机物阴离子电中和，消除有机物对无机胶体的影响，从而使无机胶体脱稳，达到除去胶体的目的。Narkis和RebhuunI 给出了腐殖酸、富里酸与各种混凝剂之间的化学计算关系，认为混凝剂的投加量对天然有机物的去除有直接影响。黄晓东等以微污染水库水为原水，对增加聚合氯化铝(PAC)投加量的强化混凝与常规混凝的处理效果进行了对比。试验结果显示，增加PAC的投加量，TOC去除率提高24％，藻类去除率也较常规混凝提高了1 8．7％。王龙等以济南市水质净化厂初沉池进水为试验水样，在设定的反应条件下，以三氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁铝为试验混凝剂，试验结果显示：最佳混凝剂为聚合氯化铁铝，其最佳投药量为25mg／L左右；去除率浊度在90％以上，COD为70％-90％，TP为70％-95％，TN、NH3一N分别在30％和15％左右。
2．3 pH值的影响
由于混凝剂有其发挥作用的最佳pH值范围，因此，pH值对混凝效果有很大的影响。pH对有机物去除效果的影响，主要是由于氢离子与金属离子水解产物对有机配位体的竞争或者羟基与有机阴离子对金属离子水解产物的竞争造成。在较低的pH下，有机物质子化程度增加，因而减少了混凝剂的需求量，混凝剂水解后的形态带更多的正电，有利于吸附，所需求的混凝剂剂量也减少；另外，可能电性中和和吸附共沉淀机理得以加强，腐殖酸和富里酸聚合体的沉淀作用减弱。Kimberly等人对1 6个强化混凝工艺进行了调查，发现去除天然有机物的最优pH值是5．5～6．5 Jian JunQin等在不同PH值条件下对水源水进行强化混凝去除天然有机物，得出pH值为5．2时天然有机物的去除率最高。
2．4 原水水质
原水水质对混凝效果影响很大，影响因素是有机物的分子量、电性及溶解性。原水中有机物的分子特性对其去除率大小起决定作用，憎水性越强、分子链越大、化学键结合部位多都能使其去除率大大提高。通过强化混凝能去除绝大部分分子量大、憎水性强的有机物。当原水中的有机物主要由有机颗粒和大分子有机物组成时，混凝可以有效去除水中的TOC。而水源水的腐殖质含量又会使TOC降低。所以混凝去除腐殖类和高分子量有机物的效果比它去除非腐类和低分子量有机物好。
2．5 水温的影响
水温对混凝的影响国内外已经有大量研究。低温对于常规混凝具有负面的影响作用。温度的影响是复杂的，低温可能造成水的粘度上升，阻碍混凝剂的扩散和絮体沉降；可以影响水解动力学平衡，影响金属氢氧化物的形成；同时可以降低水的离子积常数，从而降低水中氢氧根的浓度。此外，低温可能造成形成的絮体密实度较低、絮体较小，导致分离效果差。根据Knocke在不同水温(2-22℃)的小型试验显示，水温对TOC去除上没有影响，但是，低温可以降低THM形成的速率和范围。
2．6 水力条件
混凝过程中两个关键性的控制因素是混凝剂的水解结合效力和水力条件，混凝效果与混凝剂在水中的扩散有密切关系，原水中加入混凝剂后将产生两种效应：混凝剂在水中进行混合与扩散；混凝剂水解，水解产物与胶体颗粒作用使其脱稳。由于水解、脱稳速率远远大于混凝剂在水中的扩散速率，故扩散作用成为胶体颗粒能否迅速脱稳的决定性因素。实际上，混凝剂水解产物的吸咐架桥能力和混凝设施产生的微漩涡所带来的剪切力的对比关系，决定了矾花的尺寸、密实度及沉降性能。前者取决于混凝剂本身，而后者则由水力条件所确定。许多研究显示，适宜的水力条件是混凝剂发挥效力的前提，可以提高混凝出水水质。刘海龙等在对配水进行强化混凝条件的选择试验中，考察了混凝剂种类、快速搅拌时间及强度等对强化混凝效果的影响。通过测定絮凝指数、沉淀后水的浊度及DOC等发现：混凝剂的扩散过程和快速混合碰撞过程对混凝效果起着至关重要的作用，一定的搅拌强度和时间可以实现对有机物的较好去除。
3 强化混凝在水处理工程中的应用
强化混凝处理生活污水在国内外均有很多成功的实例，可以说强化混凝是仅次于生化处理的生活污水处理主流技术。在强化混凝技术研究和应用方面，国内外均注重于现有常规混凝剂及絮凝剂的组合或复配，以求达到低成本和高去除率的统一。贺明和等采用硅藻土与混凝剂复配对生活污水进行处理。结果表明：3种复配剂在最佳工艺条件下对COD的去除率在64％以上，SS的去除率在88．9％以上，氨氮的去除率在41．O％以上。较单独使用混凝剂的效果要好，出水达到二级排放标准，运行费用低于同类处理工艺。
相对于常规生化处理工艺，强化混凝对导致水体富营养化元素之一的总磷去除率能达到90％以上，这是很多常规生物处理技术不可比拟的。
强化混凝技术广泛应用于工业废水的处理，特别是在化工废水、染整废水和造纸废水的预处理中更为普遍。阮湘元等用PAC、PAM预处理富含有机染料的染整废水，联合氧化絮凝床，出水可达工业污水排放标准。李福仁用PAC与PAM复配预处理，联合气浮工艺处理高浓度CTMP制浆造纸废水，处理效率高，出水水质稳定，可直接排人城市污水处理厂集中处理；吴敦虎等研究表明，用聚合氯化硫酸铝和聚合氯化硫酸铝铁混凝剂处理COD为1 000-4000mg／L的制药废水，去除率达80％。
强化混凝技术也被应用在给水处理系统中，特别是在电站给水处理中。因为一般的电站给水处理系统中都有离子交换除盐系统辅助的酸碱系统，所以混凝的pH调节更易实现，而对含有反渗透(RO)预除盐装置的系统，为降低RO膜的水解率和防止结垢，其进水pH值一般均要调节到酸性范围内，这对实施强化混凝而言，实质上是将pH调节点前移了。强化混凝主要增加了水处理系统中相关设备的防腐需求、pH调节等所需要费用，但对有机物含量不高的源水可省去粒状活性炭吸附设备的投资及运行费用。对有机物含量较高的源水，通过强化混凝处理可进一步提高粒状活性炭吸附设备的运行效率，最根本的目的是要在较低的成本和充分利用现有工艺的条件下，实现给水质量的明显提高。因此，对源水进行强化混凝试验以确定去除水中有机物的最佳pH范围及混凝剂用量，进一步研究强化混凝与其他工艺的配合使用，比如粒状活性炭吸附处理，这在我国水源水普遍受到微污染的情况下很有现实意义，并相信混凝强化技术在给水处理工程中也有较大的应用推广价值。

mengyan197206

2009年06月17日 07:04:04

10楼

强化混凝在微污染水源水处理中的应用
姜瑞雪，王龙，张丽
(山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南250101)
摘要：系统分析了微污染水强化常规混凝工艺的研究进展和局限性，阐述了影响强化混凝的主要因素：混凝剂种类的影响，混凝剂投加量的影响，pH值对混凝的影响，以及碱度及原水水质的影响。说明了几种强化混凝方法，展望了强化混凝处理技术在微污染水源水处理中的应用。
关键词：微污染；强化混凝；水处理；粉末活性炭(PAC)；高锰酸钾复合药剂(PPC)
水源地饮用水的污染对给水工程造成了各种损失，向传统净水工艺提出了挑战。Edzwald指出，水源水质的恶化，一方面势必额外投加大量的混凝剂，使制水成本大大增加；另一方面水中藻类过量繁殖，使给水产生一定的色度和臭味，水源水的污染加剧了水资源的危机。强化混凝是给水常规处理中非常关键的环节，通过强化混凝，可去除原水中绝大部分浊度、色度，提高常规混凝法处理中天然有机物(NOM)去除效果，最大限度地去除消毒副产物前驱物(DBPFP)等有机物。
1 强化混凝
强化混凝是为提高常规混凝效果，通过增加混凝剂的投药量、改变混凝剂的匹配或调整pH值，保证浊度去除率的同时提高水中有机物去除率所采取的措施。广义上说，可通过改善混凝条件提高出水水质。美国国家环保局认为，强化混凝是达到饮用水消毒／消毒副产物(D／DBP)条件第一实施阶段，控制饮用水中NOM的最佳方法之一，并通过了消毒剂／消毒副产物(D／DBP)法规，要求“给水进行强化絮凝处理”。
常规给水处理包括混凝、沉淀、过滤和消毒工艺。改进和强化常规处理工艺是目前控制给水厂出水有机物含量的有效手段，处理效果的好坏直接关系到后续流程的运行工况、出水水质及运行费用。
混凝工艺去除有机物的机理主要有以下3个方面：①带正电的金属离子与带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚；②金属离子与溶裤性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀；③吸附于金属氢氧化物表面上的共沉作用。
2 影响强化混凝的主要因素
天然有机物的混凝主要依靠压缩双电子层、电性中和、吸附架桥以及混凝剂沉淀物的网捕卷扫等。
强化混凝去除天然有机物，其去除率的大小受混凝剂的种类和性质、混凝剂的投加量、pH值、碱度以及原水水质等因素的影响。
2．1 混凝剂种类的影响
对强化混凝而言，无机混凝剂要比合成有机物混凝剂效果好。通常认为，在合成有机物混凝剂在天然水的混凝过程中，由于无法提供有机物的吸附位，只能产生电中和作用参与腐殖酸的沉淀，所以混凝效果很不理想。相比之下，无机混凝剂(如铝盐、铁盐等)既具有电性中和、形成难溶络合物，其氢氧化物又能提供表面使有机物发生吸附等优势，所以使NOM去除效率较高。
文献调研表明，在去除天然有机物时，铁盐的混凝效果比铝盐好。高分子絮凝剂单独作为混凝剂时，它的效果不如无机金属盐类混凝剂，因为它不能有效地去除溶解性有机物(DOM)，但当被用作助凝剂时，则可发挥其提高固液分离的功能，有效地提高TOC的去除率。
2．2 混凝剂投加量的影响
Gregor等提出通过适量增加混凝剂投加量可以有效的去除天然有机物。徐勇鹏等通过一些对比实验，进一步探讨混凝剂量对有机物去除的影响。分别对不同原水浊度下、不同有机物含量的水样进行试验。试验表明，随着混凝剂投加量的增加，浊度、CODMn uV254的去除率也随之相应地提高。当浊度的去除率达最大值80％时，随着混凝剂投加量的继续增加，uv254 、CODMn 的去除率仍有提高，这是因为混凝剂水解形成的缩聚产物如[AIn (H20)m(OH)3n ]的巨大的超吸附作用发生共沉淀的效果。
随着投药量的继续增加，已被中和的带负电的胶体粒子可能重新因吸附作用而带正电，并重新获得稳定，混凝效果减弱，从而表现为uV254、CODMn 去除率提高变得缓慢。
总之，适量增加混凝剂的投加量能有效提高浊度、有机物的去除，并且去除有机物的投药量要高于除浊的投药量。当然也不能一味增加混凝剂的投药量，过高量会引起胶体重新稳定，并且易产生大量的污泥，造成二次污染。合适的投量应该根据水源水质特点和处理后水质要求来确定。
2．3 pH值对混凝的影响
水温恒定时，pH值是影响混凝的最重要因素之一，每种混凝剂因其自身特性通常都有自己最佳的pH值范围。
浊度和有机物最佳去除的pH值范围并不吻合，随着pH值由小变大，通常在pH值在5．0～ 6．0之间时，有机物的去除效果较好，这是因为铝盐、铁盐在此条件下水解产物带较高正电荷，而富里酸和腐殖酸等溶解性有机物带过量负电荷，因此在此pH值内电性中和作用比较明显。Gill等发现，在采用氯化铁混凝剂并调节pH值为6±0．2时，可使NOM去除率达到65％。董秉直等对黄浦江水采用强化混凝法去除有机物进行的试验研究表明，pH值越低，达到最佳有机物去除效果所需的混凝剂投加量就越少。这是由于在低pH值条件下，分子态有机物增多，离子态有机物减少，有机物溶解度下降，从而相对容易吸附到大量存在的Fe(OH)3 AI(OH)3，等颗粒上发生共沉淀，从而提高有机物的去除效率。当pH值在6．0 9．0之间时，浊度的去除效果较好，这是因为在此pH值范围内，混凝条件的碱度增大，混凝剂、Fe盐水解缩聚产物带的正电荷对水中胶体主要表现为较强的凝聚吸附作用，浊度去除率增加。
2．4 碱度及原水水质的影响
给水中的大量总有机碳(TOC)通常源于水源中的腐殖质，一般只有小于10％的部分是合成有机化合物。这些有机物的含量与加氯后形成的氯化有机物量之间呈正相关关系，即TOC含量高时，三卤甲烷总生成量也相应增多。因此，可用TOC去除率来衡量DBP前驱物质的去除效率。D／DBP条例规定了原水不同TOC浓度和碱度情况下有机物的去除率，见表1。表1说明，若原水的TOC越高、碱度越低，所要求的TOC的去除率就越高，需要投加的混凝剂量就相对较大，反之则要求的TOC去除率越低，混凝剂投药量相对较小。

3 强化混凝的主要方法
3．1 增加混凝剂投加量
通过增加混凝剂投量，使有机物的水化壳压缩，水解的阳离子与有机物阴离子电中和，消除有机物对无机胶体的影响，从而使无机胶体脱稳。不同水质对混凝剂用量的要求不同，混凝剂对水中大分子有机物(Uv254 值较大)和憎水性有机物有较好效果。
3．2 调整pH值
当原水pH值较高时，可通过加酸来降低pH值。pH值为5．0—6．0时有利于形成腐殖酸、富里酸的聚合物，有机物的去除效果较好。一般在混凝剂投加前加酸，以促使混凝剂水解形成高价正电荷。
3．3 投加高锰酸钾复合药剂(PPC)
高锰酸钾复合药剂(PPC)是以高锰酸钾为主剂的一种复合性药剂，因此水中含有有机物等污染成分时，PPC可发挥其较强的氧化作用，将一部分有机物氧化破坏，从而降低后续处理的有机负荷。不同季节、不同污染水体的实验室研究和生产性试验研究证明了PPC在以下几方面具有非常好的处理效果：①去除浊度、藻类、嗅味方面；② 去除水中的微量有机污染物和致突变活性物质；③适应不同污染水体和不同温度尤其是低温低浊水体方面；④取代预氯化助凝等方面。投加PPC的同时还可以降低混凝剂用量，从而减少了污泥产量。张锦等对某富营养化严重的湖泊水进行的试验研究表明，
PPC预处理对含藻水具有较高的强化净水作用，它能明显降低出水中的藻，对藻类引起的臭味及有机污染物更具有显著的强化去除效果，强化效果远远高于高锰酸钾，更好于单纯混凝；刘伟等对有机物含量较高的水库水进行的高铁酸钾预氧化强化混凝试验研究表明，少量的高铁酸钾(O．5—1．Omg／L)预氧化即可显著提高混凝效果，出水浊度明显下降。水中色度、Uv254 和氯仿生成量等有机物综合指标均随着高铁酸钾投量的增加呈明显下降趋势。与此同时，水中铁、锰浓度也显著降低。
3．4 投加粉末活性炭(PAC)
PAC应用于微污染水源水处理的特点：① 使用灵活，可以根据水体的污染状况确定粉末活性炭的投量，对季节性污染水体，可仅在污染严重时投加PAC；② 具有巨大活性比表面积，PAC的吸附速度快；③可以提高矾花的沉淀性能。
PAC应用于微污染水源水处理需注意的问题：
①投加点的选择。正确的投加点可解决混凝去除有机污染物与PAC吸附去除有机污染物的竞争问题，PAC最优投加点应使这种竞争降至最低程度，还应保证足够的炭水接触时间，应根据具体情况通过试验决定。②PAC的自凝聚作用。颗粒的分散程度取决于自凝聚和水力搅拌强度，并将直接影响吸附效果。PAC直接投入水中后，因自凝聚作用而形成较大团块，而采用强制分散技术，PAC颗粒分散程度可大大提高。因此，需注意PAC的自凝聚作用，使PAC吸附效果得到充分发挥。
总体来说，PAC不但可以去除水中的臭味，还可以去除水中的色度、酚类等有机物，同时有助凝作用。有研究表明，投加粉末活性炭，可以节省1／3的混凝剂。
4 结语
强化混凝相对其他处理工艺，优点显而易见，它易与我国现行的常规处理工艺相结合，并且在设备和基建投资费用方面以及运行成本方面较常规工艺均有一定的优势。结合当前我国的经济实力，要求普遍增加微污染水源水预处理或深度处理是不现实的，改造常规处理的强化混凝工艺，在技术上和经济上都是可行的，因此强化混凝是适合我国国情的微污染水源水处理技术之一，应用前景广阔。

mengyan197206

2009年06月17日 07:06:22

11楼

不同聚合铝对水中有机物的去除研究
石健，王东升
(1．南通大学化学化工学院，江苏南通226007； 2．中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室，北京100085)
摘要：强化混凝是去除水中消毒副产物的最佳方法之一。文章针对强化混凝技术，从去除水中有机物的角度出发，对不同聚合铝的处理效果进行了研究。结果表明，酸性条件、加大投药量有利于水中TOC及uv254 的去除，且酸性条件更为有利。在pH=6．3，工业PAC投药量为1．5xl0–4mol(有效铝)时去除效果最佳，水中总有机碳(TOC)及紫外吸光度(uv254 )的去除率分别可达到46％及57％，实验室制备的聚合铝碱化度越高越有利于水中有机物的去除。
关键词：强化混凝；聚合铝；水中有机物(TOC)；总有机碳(TOC)；紫外吸光度(uv254 )
中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1003—6504(2008)12—0128—04
饮用水的氯化消毒就已成为杀灭源水中有害细菌与病毒，洁净水质的主要手段。但对即使未受污染的水，氯气仍能与水中的天然有机物(N0M)反应，生成多卤化副产物。这些消毒副产物(DBPs)中有许多已被确认为对人类有致癌作用。最近美国环保局
(USEPA)颁布施行了消毒／消毒副产物条例(D／DBPRule)。该条例规定在第一实施阶段饮用水中总三卤甲烷(THMs)最大含量(MCL)值为0．080mg／L，卤乙酸(HAAs)的MCL值为0．060mg／L，溴酸盐(BrO3 一)的MCL值为0．010mg／L。在第二实施阶段几种DBP的MCL值还会降低。控制卤代DBPs形成的措施包括：(1)源控制；(2)采用其它氧化和消毒剂；(3)去除前质，对此美国环保局推荐了几种工艺，主要有三种，即：强化混凝法(enhanced coagulation)、粒状活性炭吸附法(GAC absorption)和膜滤法(Membrane filtration)。美国的法规协调咨询委员会最近要求USEPA把强化混凝法列为在D／DBP条例第一实施阶段控制NOM的最佳方法。
混凝剂是混凝技术的核心部分，一直成为人们关注的重点。由于强化混凝技术主要借助于调节水中pH值及增加投药量而达到去除DBPs前质的目的，而过量的昆凝剂必然引起处理费用和污泥量的增加，因此对合适的安全可靠的混凝剂的投加量和适当pH值的研究可为生产实践提供理论依据，具有重要的现实意义。
1 实验准备
1．1 主要仪器和试剂
(1)pHS一3C型精密pH计、BDC1850型搅拌器(加拿大Caframo)、Model 2100N IS型浊度仪(美国HACH)、六联定时变速搅拌器，Zeta电位仪Zetasizer2000，英国Malvern公司。T0cphoenix800O、紫外分光光度仪、激光粒度分析仪Bottle samplerVersaCount。
(2)工业PAC，试验室制备的B值为0、2．0、2．5的聚合氯化铝，用Ferron法测得它们Ala 、Alb、Alc 的含量如表l所示。

(3)其它试剂均为A•R级。
1．2 絮凝实验
采用改进的烧杯实验方法，在JTY型混凝实验搅拌仪(北京岱远测控技术开发中心)上进行。实验过程中，取800mL原水水样于lO00mL烧杯中，快速搅拌下加人一定量的HC1或NaOH调节pH值至7．8。加入混凝剂后，先快速搅拌2min，搅拌速率160r／min(1min时取样测zeta电位)，然后慢速搅拌8min(搅拌速率40r／min)。静置沉降10min，取上清液测余浊RT(21OON Turbidimeter，美国HACH公司)，TOC、uV254。
2 实验结果及讨论
2．1 原水水质
实验水样取自2003年l0月的某水库水原水。原水的水温l8℃，pH=8．3，TOC为2．9102mg／L，uV254为0．1986cm-1 ，NTU为4．6，UV254／TOC=0．06824。原水经粒度仪分析，其颗粒粒度分布的百分数如图l所示。

由图l可知该水原水中颗粒物主要由<2um的颗粒物所组成，而>30um以上的大颗粒物质极少。
2．2 浊度去除结果及讨论
混凝剂对水中颗粒物的去除主要和其与水中胶体物质的反应机理有关。铝盐混凝剂在净水过程中的作用实际上是水解反应，吸附过程和流动流体湍流三种动力学的综合作用结果，这些作用的历程都是在微秒、数秒内进行的。由于水解反应比吸附和颗粒碰撞过程要更快些，一般认为混凝剂的水解及形态转化领先于在颗粒物上的吸附。其作用机理有两种：(1)电中和凝聚及吸附架桥；(2)凝胶絮团粘结卷扫；这两种作用何种为主将取决于水质、pH值、颗粒物浓度及水流扰动强度等条件。根据铝盐水解形态的不同，可用Felon比色法将水解铝形态划分成Ala ，Alb ，Alc ，其中A1b 又主要以Al13 形态存在。Al13具有相对的形态稳定性，且具有最强的电中和能力，投入处理水中后，吸附在颗粒物表面，发挥其电中和及架桥粘结作用，已被公认为混凝中的最佳形态。由于不同B 值的实验室制备的PAC及工业PAC中所含的Al13的含量不同，故其在混凝除浊过程中的作用也是不同的。原水在经投药混凝后的余浊曲线如图2所示。

从图2中可以看到，弱酸性条件相对来说比弱碱性条件更有利于混凝反应，对该原水来说，最佳投药量集中于6xl0-5mol(有效铝)，对B=2．0、2．5的实验室制备的聚合铝来说，在投药量为3xlO–5mol(有效铝)即可得到0．6NTU以下的浊度，而工业PAC与B=0的实验室制备的聚合铝的投药量及浊度去除效果大致相当，均要达到6xl0-5mol(有效铝)才能收到令人满意的效果。
分析其原因，传统铝盐混凝剂如氯化铝(B=0)，由于水解反应比吸附和颗粒碰撞过程要更快些，一般认为混凝剂的水解及形态转化领先于在颗粒物上的吸附。Al13 在一般水质条件下只能少量生成。因此传统混凝剂的主要作用形态应是自发水解产物即初聚物，低聚物和凝胶沉淀物。故混凝效果不佳。聚合铝实际上是铝水解一聚合一沉淀反应过程中的动力学中间产物，其化学形态属于多核羟基络合物，其中铝主要以Al13形态存在，如表l所示，工业PAC及实验室制备的B=2．0、B=2．5的聚合铝中Alb含量分别为37．90％、76．60％、68．08％，因此在混凝中可以发挥优于传统铝盐的混凝效果，同时由于B=2．0、B=2．5中的Alb 含量高于工业PAC，在相同的初始浓度条件下，铝盐在水中颗粒表面的吸附将随B 值的增大，而高分子量的聚合铝化合态更强烈地趋向于吸附在固相颗粒表面上。因此效果为四种混凝剂中最好。
从图2中还可以看出浊度曲线总体趋势是随投药量的增加平缓的下降，并未出现折点，这是因为实验所用原水的浊度仅为4．6，水中颗粒物较低的原因所造成的。
2．3 TOC去除结果及讨论
TOC代表水中有机物的总量，水样中的TOC的分子量和分子大小性能分布是内部结构的表征，TOC中弱极性或无极性的有机物部分，混凝处理不如对极性有机物的效果好。
就本次实验的结果来看，混凝后TOC指标有明显下降，混凝对水中的有机物的去除效率是比较高的，最高可达53．24％。具体对TOC的去除情况如图3所示。