当前随着水源水污染的日益严重,去除水源水中有机物、氨氮等污染物质的研究受到广泛重视。研究人员研究了沸石粉投加点、投加量对沸石粉强化混凝处理微污染水源水处理效果的影响。实验结果表明,投加沸石粉强化混凝能够改善絮凝性能,显著提高有机物、氨氮的去除效果。

一、背景阐述

水源水的有机微污染是现代社会面临的严峻挑战,传统的生活饮用水处理方法主要用于去除水中的浊度和细菌,而对于水中其它的污染物质如有机物等通常达不到理想的效果,必须附加其它的处理单元。这就要求我们对饮用水的常规处理进行革新或改造,更进一步的研究和提高水源水中污染物质的去除效果,才能适应环境的变化和时代的发展。沸石是一种良好的吸附介质,它是一族架状构造的含水铝硅酸盐矿物。沸石的(Si,Al)O4四面体组成的架状构造是开放型较大的构造,具有很多的空洞和孔道。这些空洞和孔道可被阳离子和水分子占据,格架中阳离子与格架联系较弱。沸石晶穴体积约为总体积的40%~50%,独特的晶体结构使沸石具有大量均匀的微孔。这些特性致使沸石具有比表面积大、吸附能力强,表面粗糙等特点,将其应用在微污染水源水中的氨氮、有机物等污染物质的处理上已有报道。

二、试验结果与分析

在沸石粉已确定的前提下,从避免沸石粉对其有机物的竞争吸附和避免沸石粉被悬浮絮体包裹的角度来看,沸石粉不宜投加在混凝前,也不宜与混凝剂一起投加,投加点应尽量后移。但从沸石粉与水体的混合、保证足够的吸附时间以及沸石粉与水分离的角度来看,投加点应尽量前移。

无论沸石是与复合铝铁还是与壳聚糖复合,都是在沸石粉投加点C取得较好的强化混凝效果,即在投加混凝剂4min后再投加沸石粉。从混凝的角度来看,混合完成以后,胶体已经脱稳,并形成微絮凝体,经过几分钟的反应,就会形成比较大的絮体,这时通过混凝去除的有机物基本上己经结合进入絮凝体中,而在以后的反应时间内,只是为了使絮体进一步结合成较大的矾花,以利于液固分离。据以上分析,在投加点C投加沸石粉,可基本上避免沸石粉对水中有机物的竞争吸附,也可避免沸石粉被结合进絮体中,投加的沸石粉在反应后段被附着在絮体上,通过沉淀可被去除。此外,反应后段的水流速度梯度也能满足沸石粉的混合要求,而且在剩下的十几分钟的反应时间内,也基本上能满足吸附时间的要求。

总之,为了避免微污染水源水中污染物质在投加的沸石粉表面形成竞争吸附,有效提高沸石粉强化混凝的去除效果,沸石粉的投加点应选在投加混凝剂4min后为宜,可以看出,沸石粉强化混凝对于有机物去除的强化效果非常明显。