高錳酸鉀復(fù)合藥劑與粒狀活性炭聯(lián)用去除水中有機(jī)污染物的研究論文名稱(chēng)：高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑與粒狀活活性炭聯(lián)用去去除水中有機(jī)機(jī)污染物的研研究作者：范范潔李圭白陳忠林摘要要：較系統(tǒng)地地研究了高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑與粒狀活活性炭聯(lián)用處處理技術(shù)去除除受污染水源源水中有機(jī)物物的效能、機(jī)機(jī)理及應(yīng)用。結(jié)結(jié)果表明，其其具有優(yōu)良的的除污染效能能，充分發(fā)揮揮了高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑和和粒狀活性炭炭二者的優(yōu)勢(shì)勢(shì)，是一種高高效、經(jīng)濟(jì)的的除污染技術(shù)術(shù)，在飲用水水處理中具有有很好的應(yīng)用用前景。關(guān)鍵字：復(fù)復(fù)合藥劑高錳酸鉀粒狀活性炭有機(jī)污染物飲用水處理理高錳酸鉀預(yù)預(yù)處理［1、2］和粒狀活性性炭吸附［3］技術(shù)已經(jīng)被被應(yīng)用于飲用用水的除污染染工藝中，并并被證明對(duì)水水中有機(jī)物具具有良好的去去除效果。在在前期高錳酸酸鉀預(yù)處理去去除水中有機(jī)機(jī)物的研究中中，發(fā)現(xiàn)高錳錳酸鉀與某些些藥劑復(fù)合使使用可以進(jìn)一一步提高除污污染效果，進(jìn)進(jìn)而改善最終終處理后的水水質(zhì)。本文研研究高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑預(yù)預(yù)處理和粒狀狀活性炭吸附附這兩項(xiàng)技術(shù)術(shù)聯(lián)合使用后后對(duì)水中有機(jī)機(jī)物的去除效效果。1去除水中有有機(jī)物的效果果1.1實(shí)驗(yàn)方法法在實(shí)驗(yàn)室里里以TOC為檢測(cè)指標(biāo)標(biāo)，分析高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑與粒狀活活性炭聯(lián)用技技術(shù)對(duì)水中有有機(jī)物的去除除效果。先經(jīng)過(guò)靜態(tài)態(tài)實(shí)驗(yàn)，向原原水中投加混混凝劑和高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑進(jìn)行混凝凝，把混凝之之后的水樣靜靜止放置20min，再以一定定濾速通過(guò)砂砂濾柱，從而而得到高錳酸酸鉀復(fù)合藥劑劑處理的濾后后水，并連續(xù)續(xù)通過(guò)粒狀活活性炭吸附裝裝置，最后對(duì)對(duì)出水進(jìn)行有有機(jī)物含量分分析。實(shí)驗(yàn)用水樣樣是在自來(lái)水水中加入生活活污水、工業(yè)業(yè)廢水和松花花江底泥充分分混合后配制制而成，使水水樣具有與天天然受有機(jī)物物污染的水相相似的水質(zhì)特特征。在在該原水水質(zhì)質(zhì)條件下，先先單獨(dú)采用高高錳酸鉀復(fù)合合藥劑預(yù)處理理和粒狀活性性炭吸附分別別進(jìn)行去除有有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，以便與兩兩者聯(lián)用的效效果進(jìn)行對(duì)比比。1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與與分析單獨(dú)采采用高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑預(yù)預(yù)處理對(duì)水中中有機(jī)物的去去除效果見(jiàn)表表1。表1高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑預(yù)預(yù)處理對(duì)水中中有機(jī)物的去去除效果原水TOC實(shí)驗(yàn)結(jié)果果高錳酸鉀含量((mg/L))0.51.01.52.06.1剩余TOC(mmg/L)4.13.93.83.8TOC去除率((％)32.836.137.737.79.8剩余TOC(mmg/L)7.26.35.85.8TOC去除率((％)26.535.740.840.812.5剩余TOC(mmg/L)9.68.57.97.9TOC去除率((％)23.232.036.836.815.3剩余TOC(mmg/L)11.810.29.59.4TOC去除率((％)22.933.037.938.9從表1可以以看出，當(dāng)向向原水中投加加含0.5mmg/L高錳酸鉀的的復(fù)合藥劑進(jìn)進(jìn)行處理，對(duì)對(duì)不同原水均均具有良好的的去除效果，出出水的TOC值都明顯降降低，去除率率達(dá)到22.0％～33.0％，但去除除率隨著原水水中有機(jī)物含含量的加大而而有所減少。當(dāng)當(dāng)高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑投加加量增加到含含1.0mmg/L高錳酸鉀時(shí)時(shí)，不同出水水的TOC值進(jìn)一步降降低，降低幅幅度總的來(lái)看看沒(méi)有投加含含0.5mmg/L高錳酸鉀的的復(fù)合藥劑時(shí)時(shí)明顯，但此此時(shí)對(duì)有機(jī)物物含量較高原原水(TOC值為15.3mg/L))的去除率也也已經(jīng)達(dá)到33.0％。這說(shuō)明明，只要針對(duì)對(duì)原水的有機(jī)機(jī)物含量來(lái)調(diào)調(diào)整高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑的的投加量，就就可以取得良良好的除污染染效果。而當(dāng)當(dāng)復(fù)合藥劑中中高錳酸鉀的的含量繼續(xù)增增加達(dá)到1.5mmg/L時(shí)，不同出出水的TOC值降低已是是較小，當(dāng)復(fù)復(fù)合藥劑中高高錳酸鉀的含含量增加到2.0mmg/L時(shí)，不同出出水的TOC值幾乎不再再降低。單獨(dú)采用粒粒狀活性炭吸吸附處理對(duì)水水中有機(jī)物的的去除效果見(jiàn)見(jiàn)表2。表2粒狀活性性炭吸附處理理對(duì)水中有機(jī)機(jī)物的去除效效果原水TOC(mmg/L)6.19.812.515.3GAC處理出水水TOC(mmg/L)3.96.79.311.2TOC降低量((mg/L))2.23.13.24.1TOC去除率((％)36.131.625.626.8注GAC---粒狀活性炭炭吸附表2中的實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明明，粒狀活性性炭吸附處理理對(duì)不同原水水均具有一定定的去除效果果，去除率在在25.0％～32.0％之間波動(dòng)動(dòng)。對(duì)于污染染較輕的原水水，被粒狀活活性炭吸附去去除的TOC量較少，但但去除率較高高；而對(duì)于污污染較重的原原水，被粒狀狀活性炭吸附附去除的TOC量較多，但但去除率較低低。高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑與粒狀活活性炭聯(lián)用對(duì)對(duì)水中有機(jī)物物的去除效果果見(jiàn)表3。表3高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑與與粒狀活性炭炭聯(lián)用對(duì)水中中有機(jī)物的去去除效果原水TOC(mmg/L)實(shí)驗(yàn)結(jié)果果高錳酸鉀含量((mg/L))0.51.01.52.06.1剩余TOC(mmg/L)1.81.61.31.1TOC去除率((％)70.173.878.782.09.8剩余TOC(mmg/L)4.13.02.42.2TOC去除率((％)58.269.475.577.612.5剩余TOC(mmg/L)5.75.04.44.0TOC去除率((％)54.460.064.868.015.3剩余TOC(mmg/L)6.95.74.94.6TOC去除率((％)54.962.768.069.9從表3中的的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可可以看出，對(duì)對(duì)于污染較輕輕的原水，經(jīng)經(jīng)過(guò)高錳鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理再采用粒粒狀活性炭吸吸附，出水TOC就能降低到到很低的水平平，對(duì)原水TOC的去除率達(dá)70％以上。同同樣，對(duì)于污污染較重的原原水，增加復(fù)復(fù)合藥劑中高高錳酸鉀含量量來(lái)提高處理理效果后，再再采用粒狀活活性炭吸附處處理，出水TOC就可以降低低到較低的水水平，對(duì)原水水TOC的去除率也也能接近70％。2對(duì)水中微量量有機(jī)物的去去除作用2.1實(shí)驗(yàn)裝置置與實(shí)驗(yàn)方法法在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室里建立兩兩套平行的水水處理工藝模模型裝置，流流程分別為：：流程Ⅰ：原水--混合(投加混凝劑)--反應(yīng)沉淀--砂濾--粒狀活性炭流程Ⅱ：原水--混合(投加混凝劑劑和高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑)--反應(yīng)沉淀--砂濾--粒狀活性炭炭水處理模型型設(shè)計(jì)參數(shù)：：處理水量8L/h；混合時(shí)間0.5miin，機(jī)械攪拌拌速度150～200r//mm；反應(yīng)時(shí)間5min，機(jī)械攪拌拌速度50～70r/mmin;沉淀時(shí)間20min；砂濾柱尺尺寸1000mmm，砂粒徑0.5～1.2mm，砂濾層厚厚度350mmm，承托層采采用天然卵石石，粒徑4～8mm，厚度50mm，過(guò)濾速度8m／h；活性炭吸吸附柱尺寸500mm，活性炭選選用煤質(zhì)圓柱柱型炭，粒徑徑1.5mm，總孔容積0.80ccm3/g，比表面積900m2/g，活性炭層層高度200mm，過(guò)濾速度2.2m//h，接觸時(shí)間5.5miin，活性炭吸吸附柱出水量量1L/h。混凝凝劑選用固體體精制硫酸鋁鋁，投加量通通過(guò)燒杯混凝凝試驗(yàn)來(lái)確定定；高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑配配置方法和投投加量需根據(jù)據(jù)具體水質(zhì)條條件來(lái)確定。實(shí)驗(yàn)用水水采自松花江江某段，因處處于冬季冰封封期，原水水水質(zhì)比較穩(wěn)定定，這期間是是松花江水有有機(jī)污染最嚴(yán)嚴(yán)重和最難處處理的時(shí)期。取取樣檢測(cè)時(shí)原原水水溫接近近0°C，濁度為10.2NTU，TOC為8.5mgg/L。將原原水連續(xù)通過(guò)過(guò)兩套平行的的水處理工藝藝模型裝置，運(yùn)運(yùn)行一周時(shí)間間后取得不同同取樣點(diǎn)的處處理后水樣，通通過(guò)色譜／質(zhì)質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)對(duì)水樣中微量量有機(jī)物進(jìn)行行分析。微量有有機(jī)物種類(lèi)為為檢測(cè)出色譜譜峰的個(gè)數(shù)，含含量為檢測(cè)出出色譜峰的峰峰面積。2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與與分析經(jīng)經(jīng)過(guò)GC/MS分析，現(xiàn)將將原水、粒狀狀活性炭吸附附處理、高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑預(yù)處理以以及高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑與與粒狀活性炭炭聯(lián)用處理這這四種出水中中微量有機(jī)物物的分布情況況統(tǒng)一歸納，列列于表4中。2.2..1原水中微量量有機(jī)物的分分析從表4的統(tǒng)計(jì)結(jié)果果可以看出，原原水中共檢測(cè)測(cè)出172種微量有機(jī)機(jī)物。其中主主要是烷烴類(lèi)類(lèi)有機(jī)物，共共檢出79種，占原水水中微量有機(jī)機(jī)物種類(lèi)的45.9％，其含量量占原水中微微量有機(jī)物總總含量的52.7％。另外，多多環(huán)芳烴、鹵鹵代烴、苯類(lèi)類(lèi)和硝基苯類(lèi)類(lèi)有機(jī)物在原原水中均有檢檢出，其中1，2-二甲基苯、1-乙基-3-甲基苯和硝硝基苯是屬于于我國(guó)水中優(yōu)優(yōu)先控制污染染物和美國(guó)EPA優(yōu)先控制污污染物。這次次對(duì)松花江水水的有機(jī)分析析結(jié)果表明，松松花江水已經(jīng)經(jīng)受到有機(jī)物物的污染。表4原水及及三種除微污污染技術(shù)處理理后水中微量量有機(jī)物的分分布情況RAWT+GT+KT+K+G有機(jī)物類(lèi)別種類(lèi)含量ΣA種類(lèi)含量ΣA種類(lèi)含量ΣA種類(lèi)含量ΣA烷烴7958444388292557138850416852669911450烯烴81305412188490000醇11272739102374557139688324967酚00185190000醛225962148430000酮682487912583133069800酸338754832966612232566595275562

酯1698830317704248148038145253566苯138446059474840416483300多環(huán)芳烴75715275431017219892300鹵代烴8298373514990917924200硝基苯3216102215713114146900雜環(huán)化合物859852866105576337386190856含氯化合物8926911547707045719662230583總計(jì)1721108302221046254068895679314002215869844注RAW----原水T+K----高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理T+G----粒狀活性炭炭吸附處理T+K++G---高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑與粒粒狀活性炭聯(lián)聯(lián)合處理2.2.2粒粒狀活性炭的的去除作用由由流程Ⅰ的出水取樣樣分析，可得得粒狀活性炭炭吸附處理對(duì)對(duì)水中微量有有機(jī)物的去除除效果，結(jié)果果共檢測(cè)出微微量有機(jī)物104種。從表4的統(tǒng)計(jì)結(jié)果果可以看出，粒粒狀活性炭吸吸附處理能夠夠較好地去除除水中的微量量有機(jī)物，在在種類(lèi)和含量量上的去除率率分別達(dá)到39.5％和43.6％。下下面對(duì)主要微微量有機(jī)物進(jìn)進(jìn)行綜合分析析：①粒狀活性炭炭吸附處理對(duì)對(duì)原水中種類(lèi)類(lèi)最多的烷烴烴類(lèi)有機(jī)物具具有很好的去去除效果，種種類(lèi)由79種減少到29種，去除率率達(dá)到63.3％，含量也也降低56.2％。②粒狀活性炭炭吸附處理對(duì)對(duì)原水中的苯苯類(lèi)、硝基苯苯類(lèi)、多環(huán)芳芳烴類(lèi)和鹵代代烴只有部分分的去除效果果，在種類(lèi)上上去除率分別別為30.8％、33.3％、28.6％和37.5％，在含量量上去除率分分別達(dá)到了43.8％、27.3％、24.6％和49.8％。③原水中醇類(lèi)類(lèi)有機(jī)物經(jīng)過(guò)過(guò)粒狀活性炭炭吸附處理后后，在種類(lèi)和和含量上的去去除率分別為為9.1％和12.9％，這說(shuō)明明粒狀活性炭炭對(duì)醇類(lèi)有機(jī)機(jī)物吸附能力力相對(duì)較弱。④酮類(lèi)有機(jī)物物經(jīng)過(guò)粒狀活活性炭吸附處處理后，在種種類(lèi)和含量上上沒(méi)有減少，反反而分別增加加50.0％和52.5％。與此類(lèi)類(lèi)似，粒狀活活性炭吸附處處理可使原水水中雜環(huán)類(lèi)有有機(jī)物在種類(lèi)類(lèi)上減少25.0％，但含量量卻增加2.0％。這些說(shuō)說(shuō)明粒狀活性性炭對(duì)酮類(lèi)和和雜環(huán)類(lèi)有機(jī)機(jī)物的吸附容容量相對(duì)有限限，在吸附有有機(jī)物的同時(shí)時(shí)還有解吸現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生。22.2.3高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑的去去除作用由流程Ⅱ的砂濾后取取樣分析，可可得高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑對(duì)對(duì)水中微量有有機(jī)物的去除除效果，結(jié)果果共檢測(cè)出微微量有機(jī)物95種。從表4的統(tǒng)計(jì)結(jié)果果可以看出，高高錳酸鉀復(fù)合合藥劑預(yù)處理理具有良好去去除水中微量量有機(jī)物的作作用，在種類(lèi)類(lèi)和含量上的的去除率分別別達(dá)到44.8％和38.7％。下面對(duì)對(duì)主要微量有有機(jī)物進(jìn)行綜綜合分析：①原水中種類(lèi)類(lèi)最多的微量量有機(jī)物是烷烷烴類(lèi)有機(jī)物物，經(jīng)過(guò)高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑處理后，烷烷烴種類(lèi)由79種減少到50種，去除率率為36.7％，含量下下降了28.7％。②原水中存在在的苯類(lèi)、硝硝基苯類(lèi)、多多環(huán)芳烴類(lèi)和和鹵代烴，在在經(jīng)過(guò)高錳酸酸鉀復(fù)合藥劑劑預(yù)處理后在在種類(lèi)上去除除率分別為69.2％、66.7％、71.4％和87.5％，在含量量上的去除率率分別達(dá)到了了80.5％、80.8％、65.2％和73.4％，原水中中存在的1，2-二甲基苯、1-乙基-3-甲基苯和硝硝基苯都被全全部去除。可可見(jiàn)高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑預(yù)預(yù)處理對(duì)這些些有害物質(zhì)具具有很高的去去除能力。③原水中醇類(lèi)類(lèi)和酮類(lèi)經(jīng)過(guò)過(guò)高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理后，在種種類(lèi)上的去除除率分別為40.5％和6.67％，在含量量上的去除率率分別為51.3％和80.2％。這說(shuō)明明高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理對(duì)醇類(lèi)和和酮類(lèi)有機(jī)物物同樣具有很很好的去除效效果。④原水中共檢檢出8種雜環(huán)類(lèi)有有機(jī)物，高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑預(yù)處理對(duì)對(duì)水中這些有有機(jī)物在種類(lèi)類(lèi)上的去除率率不是很高，只有25.0％，但在含含量上卻使其其有大幅度地地降低，達(dá)到到了43.6％。這說(shuō)明明高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理可以有效效去除水中的的雜環(huán)類(lèi)有機(jī)機(jī)物，至于種種類(lèi)去除率不不高的原因主主要是由于原原水中此類(lèi)微微量有機(jī)物的的含量較高，在在有限高錳酸酸鉀復(fù)合藥劑劑投加量和水水中其它微量量有機(jī)物共存存條件下，對(duì)對(duì)高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑去除除雜環(huán)類(lèi)有機(jī)機(jī)物存在一定定影響。2..2.4復(fù)合藥劑與與活性炭聯(lián)用用的去除作用用由流程Ⅱ的粒狀活性性炭后取樣分分析，可以得得到高錳酸鉀鉀復(fù)合藥劑與與粒狀活性炭炭聯(lián)用的除污污染效果，通通過(guò)分析共檢檢測(cè)出22種微量有機(jī)機(jī)物。表4的統(tǒng)計(jì)結(jié)果果說(shuō)明，高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑與粒狀活活性炭吸附聯(lián)聯(lián)用對(duì)水中微微量有機(jī)物具具有優(yōu)良的去去除效能，在在種類(lèi)和含量量上的去除率率分別為87.2％和85.7％。下面對(duì)對(duì)主要微量有有機(jī)物去除效效果的綜合分分析為：①高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理對(duì)原水中中的烷烴類(lèi)有有機(jī)物有一定定的去除作用用，但是限于于烷烴分子的的飽和性，使使得經(jīng)過(guò)高錳錳酸鉀復(fù)合藥藥劑處理后出出水中仍然存存在一定量的的烷烴類(lèi)有機(jī)機(jī)物。當(dāng)繼續(xù)續(xù)采用粒狀活活性炭吸附進(jìn)進(jìn)行處理，則則烷烴類(lèi)有機(jī)機(jī)物的種類(lèi)減減少88.6％，含量也也降低84.4％。原因一一是由于粒狀狀活性炭基本本上可以看成成是一種非極極性的吸附劑劑，對(duì)水中非非極性物質(zhì)的的吸附能力較較強(qiáng)，而水中中烷烴類(lèi)有機(jī)機(jī)物是屬于非非極性分子，便便于被粒狀活活性炭吸附。二二是因?yàn)橥闊N烴類(lèi)有機(jī)物在在水中的溶解解度很小，而而溶解度越小小，則越易被被粒狀活炭吸吸附。②經(jīng)過(guò)粒狀活活性炭吸附處處理，高錳酸酸鉀復(fù)合藥劑劑預(yù)處理后的的出水中仍然然存在的幾種種苯類(lèi)、硝基基苯類(lèi)和多環(huán)環(huán)芳烴類(lèi)有機(jī)機(jī)物得以全部部被去除。這這是因?yàn)樯鲜鍪鋈?lèi)微量有有機(jī)物在水中中的溶解度較較小，從而有有利于被粒狀狀活性炭吸附附；另一方面面這三類(lèi)微量量有機(jī)物都帶帶有苯環(huán)，比比較容易被粒粒狀活性炭吸吸附。但與單單用粒狀活性性炭處理時(shí)對(duì)對(duì)以上三類(lèi)微微量有機(jī)物僅僅約30％的去除率率相比，說(shuō)明明高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理對(duì)提高粒粒狀活性炭吸吸附能力起著著重要作用。③高錳酸鉀復(fù)復(fù)合藥劑預(yù)處處理后出水中中的醇類(lèi)和酮酮類(lèi)有機(jī)物在在經(jīng)過(guò)粒狀活活性炭吸附處處理后也被有有效地去除，在在種類(lèi)上的去去除率分別為為77.7％和100％，在含量量上的去除率率分別為90.8％和100％。④在單獨(dú)采用用粒狀活性炭炭吸附處理時(shí)時(shí)，出水中的的雜環(huán)類(lèi)有機(jī)機(jī)物含量不但但沒(méi)有降低，反