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强化混凝成本低、效率高,成为控制消毒副产物(DBPs)前驱物最佳可行性技术。本论文以天津原水为示范,研究处理高碱度、微污染水体的强化混凝技术及工艺系统优化。
通过建立有机物分子极性和分子量表征方法,对天津原水的水质特征进行调查发现天津原水-黄河水和滦河水,都受到不同程度的有机污染,水体中亲水性、小分子有机物占较大比重,尤其是滦河水,这些有机污染物具有很强的DBPs生成能力,但传统工艺难去除。提出适合天津水质特征的季节性强化混凝目标,在保证浊度有效去除的同时,有机物去除率提高40%以上。
研究去除高碱度水体中有机物的混凝技术。重点研究了碱度对无机絮凝剂强化混凝机理的影响。发现絮凝剂的絮凝性能受絮凝剂水解产物的形态显著影响,聚合铝的碱化度应取决于水质和混凝目标高碱度、pH促进絮凝剂投加后水解形成高聚体。预制高Alb含量的聚合铝能消除高碱度对铝盐投加后水解的影响,有效的使污染物脱稳,但Alb形成的絮体固液分离性能较差,过量时出现复稳。针对天津水质特征对聚合铝进行优化,开发出高效复合絮凝剂HPAC,能显著改善Alb形成的絮体的沉降性能,有机物的去除率也较聚合铝显著提高。系统集成研究表明,强化混凝工艺采用絮凝剂HPAC,与预臭氧氧化、砂滤、主臭氧氧化和生物活性炭对颗粒物和有机物具有较好的协同去除效果。TOC从常规工艺的10~15%提高至40~60%,THMFP去除率提高到50%以上,出厂水残余铝低于0.05mg/L。
另外,探索采用pH优化和絮凝沉淀软化工艺处理天津高碱度、高硬度水体。结果表明pH优化和絮凝沉淀软化有机物去除率能达到40%以上,值得深入研究。