1、PDF外文：http:/ 1 文献翻译 用膜过滤和混凝相结合增强天然有机物的去除 维克斯 .詹姆士 C 汤普森 .马克 A 凯兰 .尤得 G 美国弗吉尼亚纽波特纽斯沿河路 400 马尔科姆纺织公司 11832 电话： 804-8738700 传真： 804-8738723 摘要： 随着水质标准的调整及消毒消毒副产物 (D/DBP)条例的实施，必然要求相应饮用水处理设备能够达到对水中颗粒和耐消毒的微生物以及天然有机物（ NOM）的更多去除。对于传统的水处理装置，混凝技术要求颗粒和浊度的最大去除效率要达到地表水处
2、理规 1(SWTR)和地表水深度处理规则 (ESWTR)的要求，而强化混凝技术则要求达到 D/DBP条例的要求。对于生活饮用水，通过膜滤法比如微滤和超滤 (MF/UF)，浊度、颗粒和微生物的除去可以达到 SWTR2,3的要求。而不经过预处理、 MF/UF只能除去 10%的消毒副产物的前体物质。然而，这种工艺与传统的化学混凝 5作用或粉状活性炭 (PAC)6相结合去除天然有机物，它们有相同的去除效果。为了满足今后的水质要求， MF/UF在水处理技术中越来越被人们重视。 关键词： 混凝 膜过滤 天然有机物 浊度 消毒消毒副产物
3、 1 常规混凝对悬浮颗粒的去除 以地表水为水源水供给的饮用水，一般采用用常规工艺处理。这种工艺的原理是物理 /化学分离，通过投药 /混合，絮凝，沉淀和过滤等一系列过程使水中的悬浮颗粒得到有效去除。 常规处理工 艺要求投加混凝剂使颗粒凝聚成团从而可通过过滤去除。混凝剂能通过电荷中和促进颗粒聚合，从而有利于在随后的沉淀和过滤中去除原水水质随时间和季节的不同会影响混凝剂的最佳投加量，这些因素包括 pH值、碱度、总有机碳 (TOC)浓度及水温。 混凝剂投加量通常根据烧杯试验的经验来进行调节，通过检测原水水质来相应的按比例调整投加量，原水水质改变混凝剂的投
4、加量也要随之改变。因此，这种工艺本身的缺点就是人为确定的投加量变化可能超过或达不到实际的变化。 混凝经沉淀后的出水浊度是评价整个工艺过程对有机物去除效果的主要指标，同时出水浊度的高低对滤池的正常运行也有重要意义。 控制浊度对后续操作工艺有以下好处：降低水力停留时间，改善滤后水质，减少滤池反冲洗和间歇次数。 pH对絮凝作用有很大的影响，它会影响澄清液的浊度。一般说来， pH在 6.5和 6.5之间时，絮凝效果最好，有最佳的的去浊率 7。 2 常规混凝对 NOM的去除 类似 D/DBP条例这类新的饮用水处理标准越来越趋向于控制水中 NOM
5、的多少。NOM是植物和动物的有机物质经过降解而成的，它是构成消毒副产物的前体物的主要部分， TOC是衡量其多少的一个参数。 新的条例实施后，自来水厂的在保证浊度去除的基础上还要减少消毒副产物的形成。这就要严密检测进水的物理化学性质的变化并进行必要调整，以使水质稳定。此外还要进行工艺上的调整以达到 D/DBP条例的要求，例如废止预氯化工艺，用臭氧消毒代替氯胺和二氧化氯消毒。 为了进一步减少消毒副产物的前体物，人们提出了强化混凝工艺。强化混凝可以使水中 NOM的去除 达到一定的要求。强化混凝是一个要经过两个阶段调整的概念。根据 D/DBP条例第一阶段的要求，自来水厂应根据原
6、水的碱度使 TOC去除达到相应的水准。在加入化学消毒剂之前，比如加入氯，先要去除水中的 TOC。对于工艺流程采用常规工艺的水厂来说，为了满足 TOC去除水平，就要重新调整混凝剂投加量并优化混凝过程。如果采用常规工艺的水厂可以通过增加混凝剂投量就能满足所要求的 TOC去除率，那么就可以说它达到了强化混凝的要求。 D/DBP条例第一实施阶段对不同的 TOC浓度和不同碱度的原水所要求的 TOC去除率见表 1。 表格 1：强化混凝去除 TOC的百分比 原水 TOC(mg/l) 原水碱度 0-60 60-120 >120 0-4 40 30 20 4-8 45
7、35 25 >8 50 40 30 如果原有工艺不能满足上述标准，那么就在一定的 pH下用锥型瓶做强化混凝实验确定混凝剂量。强化混凝剂量为每增加 10mg/1混凝剂时，相应的 TOC减少量不得少于 0.3mg/1。 强化混凝除了能满足近期的水质处理要求外，增加絮凝剂量可以处理那些不受 D/DBP规则限制的水体。例如：原水 TOC含量高的水体（如美国东南方的水）用超剂量的絮凝剂可以大大地减少 DBP的前体物质。一般而言，在最佳 pH值 5.0-6.0的条件下 8每 mgTOC约消耗金属絮凝剂 5-20mg。而 NOM的性质和浓度限制采用的处理工艺，特别是絮凝剂、助凝剂和氧化剂的
8、种类和剂量会随着 NOM的性质和浓度的不同而相差很远。 人们认识到用强化混凝工艺可以达到去除 NOM/TOC的要求 ,并把它已归入到SWTR的技术要求中，强化混凝特别适于对 DBP有要求的情况下。为了满足 SWTR的过滤技术要求，在混凝工艺后还要进一步强化滤池的处理效果。 本部分主要是强调以下两个方面：强化混凝可以通过测量还原的 TOC得到 NOM和 DBP的去除量；过滤必须进一步除去浊度和颗粒物，从而达到 SWTR和 ESWTR的要求。 3 D/DBP条例对常规过滤设备的影响 常规过滤法需要改进处理装置使其去除后浊度和颗粒物低于 SWTR规定的
9、值。象 ESWTR这样的新规则打算增加过滤技术要求和引入其它微生物除去要求，比如复合子囊孢子卵囊。影响单个处理厂的原因不一，但是，下列陈述指示该装置将要发生的变化：混凝剂除去 NOM最佳的 pH值要低于使浊度减少到最低时的 pH值；D/DPB条例显著影响常规媒介过滤器的使用特性，因为增加助凝剂的剂量会使滤膜上的颗粒负荷增加；常规的过滤装置将产生大量的滤渣；在许多过程中用 pH调节水是必需的，它是为了调节平衡和满足技术要求。 4 微滤和超滤法 微滤和超滤法是一种物理分离（筛子）法。它不同与常规的过滤法，物理和化学的之间的参数不能影响过滤器的滞留效率。滤膜基本上充当表面型过
10、滤器，俘获在过滤器表面的颗粒物可以用反冲洗的方法去除。这种处理方法有如下基本优点： 4.1浊度和微生物的去除 微滤 /超滤对水中的颗粒物去除率高。而经它过滤处理后的水质的浊度一般小于 0.1NTU。过滤后的水浊度相对进水浊度而言变化是最小的。膜滤法可以使浊度超过 100NTU的原水达到出水水质。研究证明膜过滤对贾第鞭毛虫胞囊虫和其它记录的 6种之多的微生物有很高的去除效果。 4.2滤后出水水质稳定 与常规过滤相比，膜滤法的一个重要因素是处理装置易失常。如果常规过滤可以很快的调整化学药剂和处理条件的一致性。然而，经过膜过滤后，无论原水水质怎么变化，其出水水质的微生物和颗粒物同样能降到一定的水平内。膜滤法原理不是用靠增加膜两侧的压差和缩短清洗时间来达到出水水质要求。从操作技术要求来看，膜操作系统 要求提供的原水水质稳定，变化很小。微滤后滤液的水质取决于膜控制系统膜的直径和操作方法。这种优点特别适合于那些小型的处理系统，而且操作简单，便于控制。 5 微滤和超滤同混凝相结合 微法 /超滤法作为独立的处理系统时，大约能去除 10%的 DBP的前体物。研究
