强化混凝 混凝是水处理工艺过程中的一个基本单元，传统意义上，在混凝阶段主要去除的污染物是颗粒物，主要的评价指标是浊度。混凝是混凝剂、水体颗粒物和其他污染物及水体基质在一定的水力条件下快速反应的过程，其中包括混凝剂水解、聚合，与污染物电中和、粘结架桥形成絮体，污染物的包裹、吸附、沉降等过程，对几乎所有的污染物都有一定的去除作用。正因为如此，混凝成为传统工艺和现代工艺中几乎是不可替代的一个环节，在全面降低水体污染物水平、控制水污染、实现水质净化、再生等方面发挥着重要的作用。
强化混凝
混凝是水处理工艺过程中的一个基本单元，传统意义上，在混凝阶段主要去除的污染物是颗粒物，主要的评价指标是浊度。混凝是混凝剂、水体颗粒物和其他污染物及水体基质在一定的水力条件下快速反应的过程，其中包括混凝剂水解、聚合，与污染物电中和、粘结架桥形成絮体，污染物的包裹、吸附、沉降等过程，对几乎所有的污染物都有一定的去除作用。正因为如此，混凝成为传统工艺和现代工艺中几乎是不可替代的一个环节，在全面降低水体污染物水平、控制水污染、实现水质净化、再生等方面发挥着重要的作用。
近年来，随着饮用水污染的加剧，有机污染物的去除已成为当前国内外饮用水处理中突出的问题。天然水体中有机物((NOM)广泛存在，不仅造成色、嗅、味、管网生物繁殖、促进或复杂化水体中污染物的迁移等问题;而且在水处理工艺中还将增大药剂的消耗。更重要的是这些有机物的毒性及在氯消毒过程中与氯形成三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)及氯代烃类等致癌物或致突变物。有效去除水体中的有机物是饮用水安全的基础。去除水中有机物的研究已成为近年混凝处理的重要研究课题。实现有机污染物的去除代表着一个新的水处理时代的到来。对有机物污染的关注标志着人类对水质的判断己经从单纯的感观指标(色、形、味、嗅等)和急性、水源传染病防治的阶段上升到对水的本质属性的恢复、水功能的高层次恢复、长期潜在性危害的预防和控制的层面上来。
强化混凝的概念由来己久。早在1965年美国水工协会(AWWA)的一篇论文中对此就己有所论述。美国水工协会在20世纪90年代提出的强化混凝是指在水处理常规混凝处理过程中，在保证浊度去除效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现提高消毒副产物前驱物的去除率的工艺过程。这一强化混凝的概念也即基于混凝剂投加量的提高或反应pH条件控制的混凝过程。强化棍凝的提高混凝剂投量的措施会导致混凝剂消耗量上升，沉淀池污泥含量升高; pH值降低导致絮体形成受到一定影响，絮体分离效果变差，沉后水浊度升高，影响后续工艺的工作质量，且水的腐蚀性增强，残余铝含量升高;增大运行成本。为解决强化混凝的负面影响，优化混凝的概念被提出来。强化混凝与常规混凝相比增加了去除有机物的目标;同时为了去除有机物采取的一系列措施又可能导致上述负面影响的产生。这种实际要求就催生了优化混凝概念和操作方式的产生。优化混凝和强化混凝的水质目标体系 基本相同，都是在保证浊度去除率的前提下，有效去除有机物。优化混凝更多地考虑了经济可行性以及实际操作的优化。优化混凝在达到有效地降低有机物的基础上提出了使出水颗粒物去除最优化、运行成本最优化、污泥产量最优化、病原微生物去除最优化等指标，更具可行性。可以认为，一般的强化混凝不可能仅仅考虑较单纯的指标，应该也是多目标、多层面的综合考虑，因此强化混凝在实施中必定是优化混凝，或者近优化混凝。
自从人们发现癌症的发病率与水体中有机卤化物的含量有关后，人们对水体中含有机物和DBPs重视程度不断提高，1986年美国安全饮用水法案(Safe Drinking WateAct (SDWA))要求美国环保局(EPA)制定相关污染物的最高污染物浓度水平(MCL和消毒剂/消毒副产物法规(Disinfectants/Disinfection By-products Rule )。1992 ～1993年后，美国EPA提出三项法规:第一阶段消毒副产物法规(the StageDBPR )，过渡阶段强化地表水处理法规(the Interim Enhanced Surface WaterTreatment Rule, IESWTR)，以及信息收集法规(the Information Collection Rule,ICR)。根据信息收集法规收集的有关消毒副产物、前驱物等数据以及处理系统的研究、健康效应研究及其他相关调查研究将被用于制定和发展第二阶段消毒副产物泄规(the Stage 2 DBPR)和长期强化地表水处理法规(the Long Term 2 EnhancecSurface Water Treatment Rule, LT2ESWTR)。
1996年USEPA颁布了消毒副产物规则(第一阶段)，制定了相关污染物的最高污染物浓度水平(MCL)和消毒剂/消毒副产物规则。并推荐强化混凝为控制消毒副产物的最佳可行性技术(BAT, Best Available Technology)。并把TOC作为DBPs前驱物的主要替代指标。要求到1998年6月前，美国的水处理厂必须在相应条件下达到相应的强化混凝TOC去除率。
表2-1, 2-2和2-3中列出美国环保局所制订的相关污染物、消毒副产物最高水平目标，以及消毒副产物前驱物处理的基本要求，规则包括Step 1和Step 2两种情况。
如果有些水体在处理后无法达到强化混凝第一步的要求，则必须执行强化混凝第二步的程序。以10mg/L Al2 (S04) 3•14H20为单位增加混凝剂的投量，测定TOC的去除率。如果在增加10 mg/LA12 (S04) 3•14H20所带来的TOC的去除率增量小于0. 3mg/L或者pH值已经达到表2-3中所示的pH值时，被认为已经达到递减收敛点，并以此时的TOC去除率作为应该达到的最低要求。
为了达到上述目标，制水企业可以采取多种方法，而并非必须采取强化混凝。比如:有些水体或原水水质经过常规处理或常规混凝己经达到上述要求;或者有些水体中的TOC指标经过活性炭吸附处理已经达到规定的要求，则没有必要进行强化混凝。最初，强化混凝是指水处理过程中，在保证浊度去除效果的前提下，通过提高混凝剂的投放量来实现提高有机物去除率的工艺过程。通过对混凝过程的研究发现，在适当的温度和pH值条件下，在一定范围内，随着混凝剂投量的增加，有机物的去除率随之提高，而出水浊度并不至变差。这在一定条件下，不仅技术上可行，而且经济上也是可行的，相较那些复杂而且昂贵的设备改造、工艺改进方案，强化混凝被认为是处理DBP前驱物的最佳可行性技术(BAT, Best Available Technology), 因此被提到常规工艺的改进中来。
在典型的强化混凝操作中，增加投药量和调整pH值是提高有机物去除效率的主要手段。强化混凝的最初做法就是投加较常规混凝时更多的混凝剂以达到降低TOC的目的。很多研究认为对于混凝过程中有机物的去除而言，混凝中pH值比混凝剂的投加量影响更大，是有机物去除的决定性因素。如果调整pH值，强化混凝的混凝剂投加量可以接近常规混凝的投加量，也可以实现有机物有效去除。pH对混凝剂的水解形态分布、水中污染物形态分布等都有影响，在一定程度上决定着混凝效果的发挥。pH较低的水体混凝过程中，混凝剂水解过程比较缓慢混凝剂有效作用时间长、效力强，有机物的电性被部分中和使其亲水性降低，导致更多的有机物被混凝剂电中和沉降去除，因此(以铝盐作混凝剂为例)较低的pH (5.5～6.5)环境，有利于有机物通过混凝去除。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。
混凝对有机物的去除作用在很早以前都已经被发现和应用，但主要目的是用于对成色物质的去除。对高色度水，混凝可以起到大幅度去除色度物质的作用。后来，有机物对水质和净水处理过程的不良影响被广泛证实，尤其是饮用水中DBPs的产生和危害作用被揭示后，有机物的去除得到广泛的重视。通过混凝去除水体有机物的研究得以广泛开展，众多的研究报道认为混凝去除有机物的机理主要有两种:1)在低pH值时，带负电性的有机物通过电中和作用同正电性的金属盐混凝剂水解产物形成不溶性化合物而沉降;2)在高pH值时，投加高剂量混凝剂，混凝剂水解产物对NOM吸附、网捕去除。强化混凝过程影响有机物去除的因素有混凝剂剂量、pH值、混凝剂种类、温度、水力条件、水体有机物分布情况、颗粒物性质和分布情况等。
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比较混乱，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;总体而言无机混凝剂的效果要好于有机合成混凝剂。另外，不同碱化度的PAC1有各自的铝形态分布，造成混凝过程中对浊度去除效果的明显差异:应用不同碱化度的PACI混凝对有机物去除效果的研究未见报道，为此，本文利用实验室自制聚合铝进行了其强化混凝特征的研究。
温度对强化混凝的影响作用:有报道指出低温对于常规混凝具有负面的影响作用。温度对混凝的影响是复杂的，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;而且可以影响水解动力学平衡，影响水的离子积常数，降低离子积常数就降低水中氢氧根的浓度，从而影响金属氢氧化物的形成。此外低温还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。有研究显示，低温并不影响TOC的去除，但是对于分子量小于1000的低分子量有机物和色度起负面影响。
有机物对混凝效果的影响大致体现在三个方面:一方面有些有机物的存在可以促进架桥功能的发挥或者参与架桥作用导致浊度等指标达到良好的去除效果;并且这些有机物在一定程度上可以减缓混凝剂进一步水解，延长混凝剂发挥作用的有效时间。因此一些有机高分子可以助凝。一方面有些有机物可以和混凝剂通过结合、沉降或者吸附等机理通过混凝过程从水体中分离除去。这样混凝可以去除一定的有机物。O'Melia等人报道，除非有机物含量低的水体，混凝剂的投加剂量取决于原水中NOM的含量，而不是浊度。另一方面，有些有机物的存在可以消耗混凝剂中的有效形态成分或者阻碍有效混凝成分发挥作用，增加了混凝剂自发水解的障碍，制约铝聚合物及其聚集体的形成、可能加大混凝剂投量、影响沉淀效果等。为深入认识水体中有机物与絮凝剂之间的作用规律，逐步应用并发展了对水体有机物进行分子量、化学特性等物化性质的表征方法与技术。目前常用的分子量分布根据特制的不同孔径的超滤膜在一定的压力驱动下，通过超滤的方法，将水体中的有机物按照分子量的不同范围进行分离，并且通过计算、分析，推测有机物的来源和处理途径。此外，高效液相色谱也也是有机物分子量分析的一种重要手段。水体有机物化学特性通过特定的吸附树脂吸附分离。由于吸附树脂对不同极性或疏水性有机物的吸附能力的差异结合对水样进行一定的处理以达到根据水体中有机物的不同化学性质进行初步分级的目的，并通过GC-MS详细测定有机物成分，以便进一步了解有机物的特性、来源和确定有效的处理方式。
强化混凝侧重于在现有水处理工艺设施上的改进与提高，可以并需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条件的控制强化来实现。
而有机物去除不仅仅利用强化混凝作为手段，己经有化学氧化、生物处理、过滤、吸附等众多方法。各种方法各有所长，目前集中在如何有效地、合理地配合使用这些手段，则属于优化混凝的范畴。优化混凝是一个总体综合、系统化的过程。然而从水处理的实际过程来看，两者并不能截然区分。往往是“强化中的优化，优化中的强化”。
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:handshake 谢谢搂主，平时没时间把这些东西整理到一起，看起来很系统，多谢！
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强化混凝技术处理冬季黄河水生产性研究
刘帅霞 ，汪蕊
(河南纺织高等专科学校．郑州4500072．郑州市自来水公司．郑州450008)
摘要：采用活性炭吸附预处理，聚合氯化铝铁和聚合硫酸铁联用强化混凝技术，成功地将冬季低温、低浊、高色度黄河水处理为优质自来水。
关键词：低温低浊高色度水； 强化混凝； 色度； 浊度
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1003—6504(2005)01—0032—02
黄河是郑州市的饮用水源。黄河自1972年出现断流以后，几乎每年都有断流发生，使得黄河水流量明显减少，而沿途排人黄河的污水量并未减少。到了冬季，黄河水本身自净能力降低，水中的有机物、腐殖质等杂质增多，污染更加严重，各项污染指标均超出“国家地面水环境质量V类标准”。其中氨氮含量高达3．Olmg／L、高锰酸盐指数量高达9．8mg／L，色度指标由平时的2O度上升到27～45度，浊度最高达到11NTU。所以，冬季黄河水明显表现为低温、低浊、高色度的特点。而冬季水处理受常规水处理工艺的限制，色度的去除率只能达到37% ，氨氮去除率为26．8 %，COD去除率仅为8．8% ，出厂水的色度指标在17度以上，饮用水质得不到保证。为使供水达到良好的出水水质，在原有水处理系统的基础上，选择强化混凝预处理技术是最经济有效的方法。
1 实验室混凝工艺筛选
1．1 混凝剂种类筛选实验
1．1．1 实验条件
郑州市柿园水厂是以黄河水为水源的地表水厂，供水规模37万t／d，生产工艺为：黄河水一预沉池一混凝一隔板反应池一平流沉淀池一过滤一加氯消毒。冬季黄河水质参数见表1。
1．1．2 主要药剂和仪器
聚合硫酸铁PFS(密度1．485mg／L)；聚合氯化铝铁PAFC(密度1．225mg／L)；聚合硫酸铝PAS；粉末活性炭；脱色除臭剂W一5；有机混凝剂，FL45C 和HCA(法国爱森海水剂公司)。搅拌仪(JJ一4六联电动搅拌器)，常州国华电器有限公司；浊度仪(TSZ一400A台式智能射光浊度仅)，厦门飞华环保器材有限公司。
1．1．3 实验方法
在1000mL原水中投加不同混凝剂，速度为140r／min的条件下快速搅拌1min，在速度为30r／min的条件下慢速搅拌19min，静沉20min，取上清液测定剩余浊度和剩余色度，实验结果见表2
1．1．4 实验结论
实验结果看出：(1)单一混凝剂对比实验结果表明，聚合氯化铝铁PAFC脱色效果最好，聚合硫酸铁PFS的除浊效果最好，而且二者产生的絮体易于沉淀，这和高宝玉等同志对无机混凝剂性能的研究和吻合 ；(2)强化混凝预处理实验结果是利用活性炭预处理，聚合氯化铝铁与聚合硫酸铁联用强化混凝处理冬季黄河水，脱色和除浊效果都比较好；(3)铝盐只能有效凝聚沉淀色度成分中分子量大的腐殖酸类物质，对于分子量小的水溶性腐殖酸类物质即不能形成矾花，也不能凝聚沉淀，而利用活性炭的吸附作用可以将其去除。所以，利用活性炭预处理、聚合氯化铝铁与聚合硫酸铁联用强化混凝技术，可以充分发挥三者的优势，最大限度的去除水的色度和浊度。
1．2 铝盐与铁盐最佳配比筛选实验
为很好的利用聚合氯化铝铁PFAC的除色效果和聚合硫酸铁PFS的降浊效果，做了配比实验，实验结果见表3。实验证明：铁盐和铝盐的比例调整对色度的去除效果差异不大。所以，在选择二者最佳比例搭配时，应以去除浊度为前提降低色度。
2 生产性实验
在进行生产实验时，我们本着去除浊度为前提降低色度的原则，在2000年的l2月29日晚22：OO开始生产性实验，在沉淀池前投加粉末状活性炭对水进行预处理，活性炭投加量为10mg／L，PFS与PAFC投加比例为2：1，具体投加量和处理结果见表4。
经过4h运行后，远行效果特别显著，出厂水浊度由1．9NTU 降至0．8NTU，8h运行后降至0．4NTU以下，色度始终控制在12度以下，低于《生活饮用水卫生标准))(GB5749—85)所规定色度指标l5度的指标，运行情况非常稳定。出厂水综合水质指标见表5。
3 结束语
采用活性炭物理吸附预处理，聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁联用强化混凝处理冬季低温、低浊、有机污染严重的高色度黄河水，大大提高了水处理的效果。当聚合氯化铝铁与聚合硫酸铁按1：2的比例投加时，色度的平均去除率为57．5% ，氨氮平均去除率为32 %，COD平均去除率为32 %，浊度平均去除率为91．1 %。提高了自来水的感官质量和良好的口感，保证了市民喝上优质的自来水，对全国黄河段混凝工艺具有一定的参考价值。用粉末状活性炭的预处理，加大了沉淀池的处理负荷，沉淀池的浮泥、污泥淤积较多，有效容积减少，沉淀池的排泥量增加，清洗次数也增加。处理成本和运行费用有所提高。
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:lol 楼主太有才了，顶:time:
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微污染含藻水处理技术
天津市的饮用水与工业用水的水源主要来自引滦输水下游的于桥水库，其水体属于中度富氧化湖泊水。随着时间的推移，上游的污染源、点日益增多，周边农田施用化肥的增加及库区周边人们的生活、生产活动的增加，加重了于桥水库的富氧化状况。1997年夏天，天津地区遇到罕见的高温少雨天气，于桥水库蓄水量较少（于桥水库基本为浅底平原水库）水库中水深较浅，加上充分的日照条件，使库区水体中的藻类突然爆发。监测到的叶绿素值高达135ug/L,藻类计数每升原水超过1亿个。藻类的优势种属以微囊藻、盘星藻为主的蓝、绿藻。碱度由130mg/L降到不足90mg/L.而水体的pH值由7–8提高到9以上。引滦水体成为只有南方才经常见到的高藻水。
的pH值、碱度、氯化物无大影响，消毒副产物CHCl3和CCl4两指标未出现超标情况。以氯为氧化剂含藻原水进行预氯化处理具有实用性和适时性。利用水厂现有设备和技术即可实施。预氯化在杀灭藻类的同时，也可杀灭部分细菌。氧化水中有机物。具有一定的助凝作用。
(5)对现有构筑物除藻功能进行研究，对适应高藻原水处理的溶气气浮工艺进行国内外调研，深入了解气浮工艺的特点及应用前后对原水浊度去除率、除藻率等详细运行参数和使用气浮工艺过程中应注意的问题，为气浮工艺的实施提供理论依据。利用常规水处理工艺的现有构筑物来处理高藻水确实有一定的困难，但通过科学管理。结合水质特点寻找效果最佳和较经济的混凝剂、助凝剂。确定何时的投加点和投加量：采取有效的预氧化措施等来适应高藻原水的处理。
(6)结合水源特点进行气浮试验。与传统的沉淀工艺处理性能进行对比，探求处理高藻水最佳处理工艺。
对所选定的气浮工艺中容器压力及回流比、最佳混凝剂用量、絮凝时间、气浮池表面负荷等有关技术参数进行了研究。
提出试验结论，为气浮工艺的实施提供理论依据。认为气浮工艺对处理高藻水非常有效，气浮后除藻率高达96％一97％，优于常规的沉淀工艺。DAF的反应时间仅需要7—1 1 min就能获得较好地处理效果，而常规的沉淀工艺至少需要20 min的反应时间才能充分发挥其能力。DAF的占地面积较斜管沉淀池小。基建费用减少。采用气浮工艺其排出污泥含水率在97％一98％左右，可直接进入脱水机脱水。而减少浓缩工艺，对我们即将开始投入使用的污泥处理工艺非常有益。
(7)对调整出厂水pH值进行研究，确保出厂水的稳定性。
从投加量和药剂经济、安全等综合考虑对比，采取以2．5％。0．54N氧化钙悬浊液作为调值液，调整出厂水pH值的方法，有效控制出厂水pH值大于7．0，一般掌握在7．5为宜。
技术创新优势明显
(1)本项目首次对藻类进行分类。形成了藻类毒素检测方法。针对天津市饮用水源的含藻状况进行调查分析。首次在全国对藻类进行分类。形成了藻类毒素的检测方法，为高藻水的处理提供信息和预报，为不断改善后续净水工艺，保证高藻期安全供水提供依据。
(2)以HCA做助凝剂，与FeCl3共同使用对处理高藻水是本项目的一个重要创新点。不仅混凝效果良好，而且可节约药耗60%左右，保证了出厂水pH值的稳定。
(3)调整出厂水pH值，确保出厂水的稳定性是本项目的一个重要创新点。采取以氧化钙来调整出厂水pH值，不仅彻底解决了管网水“泛黄”问题。而且在水处理中还可以起到助凝作用。
(4)该项目是以确保优质供水为目标的综合性研究。以确保优质供水为目标的综合性研究，不但涉及到具体的水处理措施，而且围绕水处理中的各个要素展开研究。对水处理的每个环节均有独到之处。与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较都处于领先水平。
(1)研究针对天津市水源恶化和藻类持续高发的问题。深入研究了藻类水质特征，形成了藻类分析和测定方法，研究了藻类毒素对人体的危害，为高藻水的处理提供信息和预报，为不断改善后续净水工艺，保证高藻期安全供水提供依据。在国内尚属首次。国内有关含藻水源处理技术与研究主要涉及了藻类滋生的条件、藻类对原水水质的影响等内容。
(2)在藻类水处理中采用高分子聚合物HCA作为助凝剂。在国内属首次。在国内，有机高分子助凝剂一般用于高浊水的处理中，而应用于在低浊度的湖泊、水库含藻水处理中，天津属于首例，不仅确保了优良水质，而且大大降低了药耗。
(3)目前在我国北方地区相同状况的含藻水处理技术中。该项目的整套方案及成果的生产实际应用处于国内领先水平。
实际应用效益显著
该研究成果已广泛应用于天津市水处理领域。通过对藻类水水质状况的调查分析，对藻类进行分类，形成了藻类毒素的检测方法。可进一步为高藻水的处理提供信息和预报，对高藻水出现时进行毒素检测，保证高藻期安全供水提供依据。
使用氯为氧化剂。对含藻原水进行预氯化，不仅可杀灭部分细菌。氧化水中有机物，而且具有一定助凝作用。采用HCA做助凝剂。与三氯化铁共同使用来处理高藻水。不仅混凝效果良好，而且可节约大量药耗，截至2004年。新开河水厂、泰科水务共节约药剂费用1 097．66万元。
在原水藻类高发期间。天津各水厂在水处理中应用研究成果。出厂水质均优于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—85)的要求。确保了天津市高藻原水期间的供水水质安全。气浮法去除藻类工艺已经被泰科水务集团采用。同时。使用氧化钙调整出厂水pH值、原水预氯化杀藻等技术已被北方地区相同原水状况的水厂应用于藻类水的处理过程中，为供水行业做出了贡献。
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高锰酸钾／高锰酸盐预氧化处理高氨氮高有机物污染原水
王盛倪静周丽英
(上海市自来水市南有限公司
叶连芳汤慧静
徐泾水厂上海200002)
摘 要针对高氨氮镢、高有机物污染的淀浦河原水边行了离锰酸钾、高锰酸钾复合盐(PPC)预氧化研究。结果表明．高锰酸钾的除锰效果优于高锰酸钾复合盐，高锰酸钾最佳投加量为1．Omg／L，此时出水中锰的平均浓度由O．34 m降至0．09 mg／L， 投加量大于1．5mg／1 时， 出水锰含量开始反弹：离锰酸钾复合盐的最佳投加量为1．5 mg／L。并且在0～3mg／L的投加量范围内，出水锰含量没有发生反弹。高锰酸钾复合盐的助凝效果优于高锰酸钾，高锰酸钾及其复合盐的投加量分别为1．Omg／L和1．5 mg／I 时，助凝效果最 (利余浊度去除字分别提高31．6％和41．8％)。高锰酸钾及其复合盐对UV254和耗氧量没有明显去除效 ，两者均 会增加出水色度。综合考虑处理效果与助凝剂使用成本，认为试验期间的淀浦河原水更适合采用高锰酸钾预氧化技术。
关键词高锰峻钾，高锰酸钾复合盐，预氧化，锰．助凝
1 概述
近年来，中国水源污染 发展之势．近50％ 的重点城镇水源水不符合饮用水水源的水质标准．都检测出多种有机污染物，其巾有 足EPA规定的优先检出物，对人体健康产乍重大威胁． 由于水中溶解性有机物的大量增加，使水中的体系平衡发生改变，水中胶体颗粒稳定性朝增加的方向转化．这导致了凝聚过程中混凝剂投量的增加 ，而且往往也很难达到良好的出水水质．、
化学预氧化是通过存给水处 工艺前端投加氧化剂强化其处理效果的一类预处理措施。常用的氧化剂有氯、臭氧、高锰酸钾、过氧化氢等 ．高锰酸钾是一种强氧化剂，其氧化还原电位在酸性条件下为1．70V，在碱性条件下为0．59V 它具有明显的助凝和助滤效果，能将水中多种有机污染物降解，提高出厂水的毒理学安全性。高锰酸钾复合药剂(PPC)则是高锰酸钾与多种药剂复合而成，能有效降低水的有机污染程度，且延长时间和增加药剂投量均能增加其对酚类物质的去除效果，本文以高氨氮高有机物污染的淀浦河原水为对象．
重点考察和比较高锰酸钾和高锰酸钾复合盐的强化除污染效能，为强化常规处理工艺提供可靠的工艺参数
2 试验部分
2．1 试验材料与方法
2．1．1 试验药剂和设备
选用T业纯高锰酸钾和哈尔滨工业大学研制的高锰酸钾复合盐进行预氧化烧杯搅拌试验。
试验 混凝剂为聚合氯化铝，由江苏省太仓市新星轻工助剂厂提供
主要设备有TA 6—1程控混凝实验搅拌仪(武汉恒岭科技有限公司制造)，辅助设备有2100N型液体浊度仪、H．H．S型指针式恒温水浴锅，移液管、温度计、烧杯等器具
2．1．2 试验用水质
本试验进行时问为2007年3月～4月，在上海徐泾自来水厂化验室进行，试验用原水为淀浦河水。淀浦河属于典型的污染内河，水体污染严重，氨氮、耗氧量等指标严重超标，属劣V类水体，试验期间原水水质情况见表1。
2．1．3 试验方法
聚合氯化铝投加量为30mg／L。空白试验投加聚合氯化铝。
先用蒸馏水分别配置浓度为lmg／L的高锰酸钾和高锰酸钾复合盐溶液，再根据试验所需的投加取相应体积的稀释液加入原水中，混凝沉淀试验的参数设置为：①300r／min，30s；②120r／min，10min；③50r／min，10min；④ 静沉，15min。取上清液进行测定。
助凝剂与混凝剂的投加顺序分两种：(1)助凝剂与混凝剂同时投加；(2)助凝剂比混凝剂提前10min投加。
2．2 试验结果与讨论
2．2．1 高锰酸钾及其复合盐助凝效果
试验日期为3月24日、26日、28日和4月4日。试验用原水浑浊度范同为25—40NTU，当投加聚氯化铝30mg／L而不投加助凝剂时，剩余浊度平均降至1．03NTU。高锰酸钾及高锰酸钾复合盐助凝试验结果见图1和图2
由图1可知．高锰酸钾投加量在一定范围内时有助于提高混凝效果。投加量1．0mg／L时，剩余浊度降至0．71NTU，去除率提高了31．6％。这是由于高锰酸钾在氧化过程中产生的巾问产物能够通过吸附作用促进絮体的成长，形成密实絮体，因而表现出了一定程度的助凝作用。另外，高锰酸钾投加量达到一定量后，能使水中的一些带鞭毛的藻类失去运动活性，还可使纤毛虫、夹壳虫等的运动活性收到禁阻和失活，这些生物失去运动活性后，有利于混凝、过滤效果的提高。但高锰酸钾投加量大于1．5mg／L时，剩余浊度开始反弹，投加量为3mg／L时，浑浊度高于空白值。这可能是由于部分高锰酸钾残留水中产生色度，而间接干扰浑浊度测定，结果引起升高。
高锰酸盐复合盐投入水中后将对胶体杂质进行表面改性或者对一些溶解性有机污染物、无机物(如H2S)等进行氧化分解，同时PPC在作用过程中产生的中间产物(如新生态水合二氧化锰)会起到协同作用，这些都将有利于混合形成密实的絮体，有助于水中杂质的去除。由图2可知，投加高锰酸钾复合盐能有效提高混凝效果。高锰酸钾复合盐投加量为1．5mg／L时，浑浊度去除率升高41．8％ ，剩余浊度降至0．62NTU。高锰酸钾复合盐投加量小于3mg／L时，剩余浊度值没有反弹。
2．2．2 高锰酸钾及其复合盐除锰效果
高锰酸钾除锰试验结果见表2。试验结果表明，高锰酸钾预氧化除锰效果明显．混凝沉淀出水中锰的平均浓度由0．34mg／L降至0．09mg／L(标准限值为0．1m g／L)。高锰酸钾投加过量会导致出水中锰含量增加，高锰酸钾投加量为1．0和1．5mg／L时．除锰效果最好，最佳投加量选择1．0mg／L。高锰酸钾投加量超过2．0mg／L时． 出水中锰含量随投加量的增加而增加。淀浦河原水现阶段高锰酸钾最佳投加量应为1．0mg／L。
由表2可知，水温为lO一2O℃ 的条件下，高锰酸钾助凝剂比混凝剂提前10min投加与两者同时投加的除锰效果基本相似．但高锰酸钾提前10min投加时，发生的反翘现象弱于同时投加。当高锰酸钾提前10min投加，投加量为2．0mg／L和3．0mg／L时．出水锰浓度为0．11mg／L和0．26mg／L，而同时投加时出水锰浓度则为0．17和0．39mg／L。这可能是由于提前投加时高锰酸钾氧化时间多于同时投加，氧化作用比较充分，水中残留浓度相对降低。
高锰酸钾复合盐除锰试验结果见表3。试验结果表明。高锰酸钾复合盐对锰有明显的去除效果，投加量达到1．5mg／L时，锰浓度可降至0．14mg／L，此后随浓度的增加，锰的去除效果无明显改变，最佳投加量为1．5mg／L。由表2和表3可知，高锰酸钾除锰效果好于复合盐。高锰酸钾复合盐投加量增加到3mg／L时未发现出水锰浓度升高的趋势，而高锰酸钾投加量增加到2mg／L时出水锰含量开始反翘现象。因此从生产运行的角度考虑，高锰酸钾复合盐比高锰酸
钾容易操作和控制。
2．2．3 高锰酸钾及其复合盐对uV254的去除效果
高锰酸钾及复合盐对UV254 的去除试验结果见图3和图4。
试验结果显示，高锰酸钾及复合盐对UV 254体现出一定的去除效果，且随着投加量的增加，去除率逐渐升高。这可能是由于高锰酸钾与相关有机物发生氧化反应的结果所致。高锰酸钾对UV抖的去除效果好于复合盐，当高锰酸钾投加量为3．Omg／L时，UV254的去除率提高了14．9％。相同投加量时复合盐对UV254 的去除率提高了7．3％。高锰酸钾投加量为1．Omg／L时，UV254的去除率提高了6．5％ ， 复合盐投加量为1．5mg／L时，UV 254的去除率提高了 2．5％。
2.2．4 高锰酸钾及其复合盐对耗氧量的去除效果
高锰酸钾及复合盐对耗氧量的去除试验结果见图5和图6
高锰酸钾及复合盐对耗氧量的去除效果较弱。
试验原水耗氧量为8～1 1mg／L时，混凝沉淀后，空白平均值(未投加高锰酸钾)为6．03mg／L，平均去除率达到41．3％ 如图5所示，高锰酸钾投量为2．Omg／L时，耗氧量去除效果最好，平均值降至5．49mg／L，与空白值相比下降了0．54mg／L，去除率提高了8．9％。
投加量为1．Omg／L时． 耗氧量的去除率提高了1．4％ 如图6所示，当高锰酸钾复合盐投加量为1．5mg／L，耗氧量去除效果最好，平均去除率提高了6．9％ 。
2_7_5 高锰酸钾及其复合盐对色度的去除效果
高锰酸钾及复合盐对色度的去除试验结果见图7和陶8。试验结果显示，投加高锰酸钾及其复合盐对色度没有去除效果，且由于高锰酸钾本身为红色， 致使沉淀出水的色度随着投加量的增加而升高.
2．3 高锰酸钾与复合盐的比较
投加高锰酸钾及复合盐的首要目标是除锰。从对锰的去除效果确定了高锰酸钾为1．0mg／L，高锰酸钾复合盐为1．5mg／L是最佳投加量，高锰酸钾除锰效果好于复合盐。对浑浊度、耗氧量、UV254 和色度的去除效果无明显区别。另外，采用高锰酸钾预氧化生产水的成本为0．0150元，rn3，比复合盐低0．0087元，M3.综合考虑技术、经济成本因素，试验期间淀浦河原水适合采用高锰酸钾预氧化。
3 小结
1)高锰酸钾及其复合盐都体现出有一定的助凝效果，且高锰酸钾复合盐的助凝效果优于高锰酸钾：高锰酸钾的投加量为1．0mg／L时，剩余浊度去除率提高31．6％ ，但当投加量大于1．5mg／L时，剩余浊度开始反弹；高锰酸钾复合盐投加量为1．5 mg／L时，剩余浊度去除率提高41．8％ ，在试验范围内(高锰酸钾复合盐投加量0～3 mg／L)，剩余浊度没有发生反弹：
2)高锰酸钾及其复合盐的投加都体现出有明显的除锰效果，但高锰酸钾的除锰效果优于高锰酸钾复合盐。高锰酸钾最佳投加量为1．0mg/L，此时出水中锰的平均浓度由0．34 mg／L降至0．09 mg／L．高锰酸钾投加量超过2．0时，出水锰含量随投加量增加而
增加。高锰酸钾复合盐的最佳投加量为1．5 mg／L；
3)高锰酸钾及其复合盐对UV254 和耗氧量的去除作用不明显。
4)高锰酸钾及其复合盐都增加了出水的色度。
综合技术、经济成本因素，认为在试验期间淀浦河原水更适合采用高锰酸钾预氧化处
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40楼
粉末活性炭吸附技术应用的关键问题
金伟 李怀正 范瑾初
提要粉末活性炭吸附技术作为水厂改善水质的有效措施，运行方式灵活，费用低廉，效果明显。通过综合研究成果，对粉末活性炭吸附技术在水厂应用中应重点解决的问题进行了探讨。
关键词粉末活性炭水质有机物
1应用状况
粉末活性炭在给水处理中的使用已有70年左右的历史。自从美国首次使用粉末活性炭去除氯酚产生的嗅味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明：粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含有机物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。
粉末活性炭在欧、美、日等国应用很普遍，美国80年代初期每年在给水处理中所用粉末活性炭约2.5万t，且有逐年增加趋势。我国60年代末期开始注意污染水源的除嗅、除味问题。粉末活性炭在上海、哈尔滨、合肥、广州都曾试用过。近年来，我国对粉末活性炭的研究和应用逐渐重视，同济大学、哈尔滨建筑大学等都作了较为深入的研究，已取得不少实用性成果。
粉末活性炭应用的主要特点是设备投资省，价格便宜，吸附速度快，对短期及突发性水质污染适应能力强。
2 制约技术应用的瓶颈
根据我们的研究表明：自来水厂中应用粉末活性炭吸附技术，是一项非常有前景的技术。但是，由于未能很好地解决该技术在应用方面存在的局限性，难以发挥粉末活性炭技术的优势，导致技术应用不能达到实际效果。在自来水厂中的应用必须解决理论依据和应用两大类问题。
2.2 理论上应解决的问题
（1）根据水厂原水的水质状况，特别是有机物分子量的分布状况，确定投加粉末活性炭的炭种（见图1）
（2）根据水厂的实际水质情况，确定合理、经济的投加量（见图2）
（3）根据水厂现有的生产工艺，确定合适、合理的投加点及投加方式，以解决粉末活性炭与混凝剂吸附竞争的矛盾，提高粉末活性炭使用效率（见图3）
作为一种普遍性的规律，由图1，图2，图3 可以知道：在相同条件下，不同的粉末活性炭炭种对有机物吸附处理的能力相差较大（去除率相差16%）。
同样，根据水厂制水工艺的特点，不同投加点的影响也较大，这主要是由于原水的特性以及混凝与吸附竞争的结果，而投加量的确定在工程应用中应根据目标期望值（出厂水CODMn）以及运行成本来综合考虑。
粉末活性炭投加作为一种应急性的措施，在一些水厂已经得到了尝试，但对该技术的应用成效褒贬不一。我们的研究表明：针对水厂各异的实际情况，必须很好地探索解决上述三个问题的合适方式；特别是针对不同的处理工艺流程，选择合理的投加点和投加方式是至关重要的。因此在该技术的应用方面，必须引起足够的重视，才能经济、有效地发挥粉末活性炭除污染的作用。
2.2 工程应用中应解决的问题
（1）应用中粉尘飞扬的污染问题。在自来水厂应用中，由于粉末活性炭在诸多环节如装卸、拆包、配制、投加过程中劳动强度大、容易引起粉尘飞扬，造成工作环境恶劣，操作人员抵触情绪较强，也成为制约粉末活性炭技术应用的一个关键的、实质性的问题。根据资料报道，有些自来水厂采用负压配制投加方式进行粉末活性炭投加。该方式已经基本解决了粉尘污染的问题，但仍难以避免粉末活性炭（20kg/袋）在搬运、拆包过程中造成的粉尘飞扬以及劳动强度大的问题，特别是处理能力大于10万m3/D的自来水厂，每小时的粉末活性炭用量一般在60kg左右（以投加量15mg/L 计算）。
（2）应用中精确制备和定量投加粉末活性炭的问题。为稳定粉末活性炭吸附除污染的效果，应在一定范围内尽量保证投加计量的准确，这不仅关系到处理效果，也与制水成本密切相关。根据合适的参数建造的整个粉末活性炭储存、配制、投加设备或系统必须能很好地防止在各个环节造成的不稳定因素，如在输送投加过程中的堵塞问题，会造成流量不稳定，从而影响除污染的效果。
（3）设备或系统的自动化控制。为进一步降低粉末活性炭投加设备的操作强度，如何实现自动化操作、与水厂原有自动化控制系统相配以及如何根据水质变化情况自动追踪调整，以满足稳定出水水质的目的，这也是制约该技术应用的关键因素。
（4）投资、成本控制。粉末活性炭技术的应用最为关键的问题是投资以及成本的控制，为满足新的《生活饮用水卫生规范》（主要是CODMn＜3mg/L ，特殊情况下不超过5mg/L），大多数水司均面临技术改造的问题。对大多数水司而言，水质污染一般是间断性或突发性的，常规工艺在大多数时间是能够满足新的规范要求的，因此粉末活性炭技术是一项实用性非常强的技术，其投资相对较省，成本较低、投用灵活。
例如，处理能力为10万m3/d 的自来水厂，设备的投资在120万元左右，1m3水投资在12元左右，较之生物处理方法投资（1m3水投资100 元左右）以及臭氧生物活性炭工艺投资（1m3水投资250元左右）具有很大的优势；同时增加的处理成本约为0.02元. /m3（以每年平均污染期使用粉末活性炭投加设备90d，平均投加量为15mg/L计算）。
3 结论
根据我们长时间的理论研究以及工程实践表明：粉末活性炭投加作为一项应急性的水质改善手段，只要正确解决技术使用上的炭种选择、投加点、投加方式等问题，可以较好地提高水厂的出厂水水质，特别是对有机物（CODMn）、色度等水质指标的改善；同时该技术已经取得了工程实践的检验，解决了使用过程中的粉尘污染、精确投加以及降低劳动强度实现自动化控制等诸多问题，并且该技术的使用投资少，效果明显，运行成本低廉。
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