城市污水深度混凝脱色技术研究进展的详情介绍(图)

        今天为大家介绍的是城市污水深度混凝脱色技术研究进展

　　近年来，有研究者认为城市二级生物出水(以下简称二级出水)的致色物质是引起天然水体有色度升高的重要原因，因此，以二级出水为主要水源的回用水的色度问题逐渐成为研究的热点。二级出水中色度物质按照来源可分为两类：一类是城市生活用水和工农业用水带来的人为色度污染(anthropogenicorganicmatter，AOM);一类是有机物生物降解产物(naturalorganicmatter，NOM)。AOM近年来呈现种类繁多、排放量大且受人类活动影响的特点，而NOM则广泛分布在天然水体与生物处理出水中，如腐殖酸、溶解性微生物产物(solublemicrobialproducts，SMP)，组成中既有疏水性物质(主要是芳香烃，富含苯酚结构和共轭双键)，也有亲水性物质(主要是脂肪烃和含氮化合物)。这两类有机物因其结构中含有发色基团及助色基团而带有色度。发色基团是能使化合物产生颜色或者导致化合物在紫外可见光区产生吸收的基团，一般不饱和基团都是属于这类基团，如C=C、C=O、C=N、C=S等。

　　再生水中高的色度物质含量不仅会降低其利用价值，为后续使用带来困难，当作为景观水体补充水时还会降低水体的透光能力，影响水生系统平衡。因此，面对日益严格的污水排放及回用水标准，寻求处理能力强、出水水质佳和经济性能好的城市再生水色度控制技术已经成为行业的迫切需求。本文作者总结并分析了近年来城市 污水深度处理技术对于色度的去除效果和去除机理，以期为这方面的深入研究提供参考。

　　混凝是污水深度处理中传统而有效的技术。Matilainen等深入研究了混凝对二级出水中有机物的去除机理，认为对于大相对分子质量的有机物，主要依靠电中和脱稳达到去除目的;对于难以形成絮体的小相对分子质量的有机物，依靠絮凝生成的金属氢氧化物絮体的吸附能力去除。总结了国内外研究者采用混凝技术处理城市二级出水中色度的研究结果。混凝技术的脱色效果较好，整体去除率在50%左右。所需混凝剂和助凝剂一般投加量约为10mg/L，也有个别达到了100～400mg/L，造成此类偏差的原因，可能是混凝剂种类、操作工艺和水质上的差异。混凝剂种类是决定混凝效果的关键因素。铝盐和铁盐是两种研究比较广泛的混凝剂，而且其中以氯化铁和聚合氯化铝(PACl)比较为常用。许多研究者对比了这两种混凝剂，有研究者认为，铁盐混凝剂的效果要优于铝盐，并且受低温影响要小。但也有观点认为，Al3+可以为某些致色物质上的发色基团提供配位空间，脱色效率较铁盐更高，并且铁盐在使用时会由于过量导致色度升高，所以优先选用铝盐。投加助凝剂可有效提高混凝剂的脱色效果，其中以活性硅藻土和阳离子聚丙烯酰胺(PAM)是应用比较广泛。前者可以增强PACl在水中的架桥作用，后者由于带正电，可以辅助混凝剂电中和大部分带负电的有机物，从而起到强化作用。改进操作条件是另一个提高混凝效果的途径，由于二级出水中有机物胶体稳定性高，浓度相对较低，经混凝后絮体小而分散，不利于形成大的颗粒而沉淀去除。孙力平等采用泥渣回流技术增加絮体的碰撞概率，而且回流的泥渣具有较大的表面积和机械强度，可充分发挥吸附架桥的作用。也有许多研究者用过滤代替混凝来解决絮体碰撞困难的问题，即微絮凝过滤工艺，不仅简化了流程和运行费用，还提高了出水水质。混凝剂投加方式上，除了传统的外部投加，还可以采用电化学的方法投加，如电混凝法。

　　电混凝法是指将金属铝或铁作为电极，在直流电的作用下产生凝絮离子，再经过一系列水解、聚合及亚铁的氧化等过程，使水中的胶态杂质与悬浮杂质发生絮凝沉淀而分离.相对于传统的混凝工艺，电混凝的投药量和污泥处理量要小很多，并且电混凝不仅能够有效去除疏水性有机物，也能有效去除亲水性有机物，这对色度物质的去除效率会有很大的提高。Orescanin等研究结果显示，电混凝技术对色度的去除将近100%。此外，二级出水中有机物本身的相对分子质量大小也会对混凝效果产生影响。有研究结果表明[19-结论，他认为，大相对分子质量的色度物质的去除所需混凝剂剂量要小于小相对分子质量部分。总体来看，混凝作为传统的深度处理工艺，脱色效果较理想且运行费用低。PACl是目前使用比较广泛的混凝剂，配合助凝剂PAM使用，可以达到很好的效果。但是，混凝后续所需的沉淀工艺反应时间长、占地面积大，推荐选用微絮凝-过滤工艺，省去沉淀环节以减少占地和投资。此外，存储混凝剂和助凝剂需要大量空间，员工操作环境恶劣，日常，混凝对于相对分子质量较大的有机物作用效果明显。还有研究者发现，要达到相同水平的色度去除率，色度物质的表观相对分子质量越大，所需的混凝剂剂量越少。Matilainen等也有类似的的管理是需要重点考虑的因素。因此，研究开发出药耗少、紧凑高效的混凝工艺，并且能够妥善处理化学污泥，是未来混凝脱色的研究重点。此外，通过研究对水质的监测来优化药剂投加量及投加方式，以减少药剂浪费提高脱色效果，将是研究的另一个重点。

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