水源水受挥发酚污染应急处理试验研究

学院学报 , 2008, (4):49-52.
作者通联 ：13517222867
74 城镇供水 NO.6 2013
表1 验证活性炭、混凝剂和氯对挥发酚去除的影响
系列号
1
2
3
4
5
6
活性炭（mg/L） 0
10
0
0
10
10
混凝剂（mg/L） 0
0
20
0
20
20
加氯量（mg/L） 0
0
0
2
0
2
挥发酚含量 （μg/L）
68.8 49.1 65.4
<2
44.2
<2
前还有超标十几倍的挥发酚，下一步进行加大活性碳 投加量试验。
图1 活性炭梯度投加量与挥发酚去除效果图
从表 3 和图 1，可以看出在活性炭投加量大于 60 mg/L 时，对苯酚的吸附比较明显，挥发酚去除率 91% 以上，活性炭投加量增加到 90mg/L 时，挥发酚含量 才能符合国标要求。
3.4 随后在原水苯酚浓度 62.7 μg/L 左右时，进行 一系列活性炭高投加量验证试验，方案如表 4 ：
3.5 粉末活性炭的投加量对滤池的影响 以某市地表水厂实际常规工艺为例，原水氨氮、 藻类含量高时，投加活性炭量在 10mg/L 时，持续投 加 7 天以上，滤池（均质石英砂滤料，厚度 1.2m，粒 径 0.9~1.2mm）气水反冲洗周期在 48 小时，会出现少 量活性炭穿滤现象，因此，在原水出现高浓度酚类污 染时，为了避免穿滤现象，短期内适当增加滤池反冲 洗周期，并要密切注意滤后浊度等感官指标。 3.6 加氯对挥发酚类物质的影响 氯与酚类物质生成氯酚，此物质臭味相当明显， 对水质的感官指标影响很大，而且对健康也有很大的 危害。在原水遇到挥发酚类物质污染时，取消预氯化， 尽可能将加氯时间后移，宜采用滤后加氯，既能保证 管网末梢水存有余氯，又不致使水厂附近的管网水中 余氯含量过高，从而减少卤代烃的形成。另外，根据 出厂水及管网水中余氯的浓度，及时调整氯的投放量 也是减少供水中卤代烃的一个途径 [3]。
Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2008: 7668-7671. [3] 谢春玲 . 浅议 BOT 污水处理厂建设 [J]. 广东建材 , 2010, (4): 159-161. [4] 罗蓉蓉 . 我国 BOT 投资方式政府保证的现状分析 [J]. 湖南涉外经济
2.2 材料和方法 2.2.1 材料 (1) 主要仪器 ：美国哈希公司 QC8000 型流动注射 分析仪，六联搅拌机 ； (2) 主要试剂 ：木质粉末活性炭（生产厂家 ：河南 省巩义市奥林滤材有限公司），碘吸附值 800mg/g，亚 甲蓝吸附率 >9.0ml/0.1g ； 聚合氯化铝 + 硅酸钠 ；挥发酚标准溶液 ( 国家标 物中心 ) ； (3) 挥发酚污染水样 ：用挥发酚标准溶液和某市 地表水厂沉砂池原水配成（原水 ：耗氧量—3.1 mg/L， pH—8.29，浊度—8.25NTU，氨氮—0.53 mg/L）。 2.2.2 方法 以搅拌试验为基础，模拟水厂常规处理，用粉末 活性炭进行酚类污染的处理。 (1) 投加一系列浓度的 粉末活性炭。(2) 混凝沉淀：先向原水中投加活性炭（投 加时转速 120r/min），搅拌 90s，再在水中加入混凝剂 后快速搅拌 90 s(300r/min)，助凝剂在混凝剂加入 30 s 后加入 ；然后，搅拌 30min，静置 90min，从搅拌开 始的 20min（反应后）、1h（絮凝后）、2h（滤前）分
20
20
20
20
20
20min 57.2 38.1 29.8 39.9 28 34.7
挥发酚 含 量 1h 58.3 37.1 29.1 26.1 24.9 25.3 (μg/L)
2h 57.5 33.2 25.0 24.6 24.7 23.8
结果如表 2，在原水苯酚浓度超标近 30 倍的情况 下，只投加混凝剂几乎去除不掉挥发酚，低投加量的 活性炭对苯酚的去除率较低，达不到工艺要求。随着 活性炭投加量的增大，去除率明显提高，但是当活性 炭投加量达到 30mg/L 时，去除率只有 58.5%，即在滤
参考文献 ：
[1] 刘韵达 , 胡勇有 , 何向明等 .2008. 饮用水源突发挥发酚污染应急处 理中试研究 [J]. 环境科学学报 , 28 (12) : 2503—2508
[2] 张悦 , 张晓健等 . 城市供水系统应急净水技术指导手册 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2009.4
[4] 杨扬 , 赵华 , 刘鑫 .2008. 饮用水中挥发酚处理措施的调查 [J]. 中国环 境管理 ,2008(2):15—16
3.3 在原水苯酚浓度 63.3 μg/L 时，加大活性炭投 加量，如表 3 所示 ：
表3 活性炭投加量对挥发酚去除效果的影响
系列号
1
2
3
4
5
6
活性炭（mg/L） 0
20
30
40
60
90
混凝剂（mg/L） 20
20
20
20
20
20
20min 63.2 33.4 38.6 36.7 12.7 8.4
活性炭是水处理工艺中常用的吸附剂，根据其形 态和使用方法可分为 ：粉末活性炭和颗粒活性炭，在 应急处理中可采用粉末活性炭投加法和炭砂滤池改造 法两种技术。在实际应用中，采用颗粒活性炭进行炭 滤池改造工作量大、时间长、需停水改造，因此在应 急处理中通常使用投加粉末活性炭技术 [2]。本试验主 要的是利用粉末活性炭的吸附性能来去除挥发酚类物 质。
挥发酚 含 量 1h 58.2 37.4 32.8 36 9.87 5.89 (μg/L)
2h 59.2 33.1 27.3 28.1 5.44 <2
数据分析如图 1 ：
从表 1 结果可以看出，在水厂加氯（平均 2mg/L， 理论上能与大于 1mg/L 的苯酚反应）预氧化时，原水 超标 30 倍的挥发酚全部反应，生成氯酚，但是氯酚 有很强的气味，严重影响水的口感，在试验时，由于 氯过量，氯的臭味掩盖了氯酚味，下步试验考虑不加 氯。
4 讨论 在常规处理工艺中，粉末活性炭的投加量是至关 重要的。活性炭投加量对除酚效率的影响很大，由于 水源水成份复杂，其他有机物的竞争吸附也会影响活 性炭的除酚效率，因此，实际应用中应根据原水中酚 的浓度以及有机物的含量来调整活性炭投加量。 4.1 从试验数据我们可以看出在原水苯酚浓度超 标 30 倍左右时，粉末活性炭投加量大于 80mg/L 有较 好的去除率，2h 后检测挥发酚均低于 0.002mg/L，能 达到净水水质的要求。从数据分析可知，在处理工艺 中要正确选择投加位置，保证活性炭有两小时以上的 吸附时间，这样会有较理想的吸附效果。 4.2 注意粉末活性炭的投加量对水的色度和浊度 以及对滤池的影响，在原水出现高浓度酚类污染时， 为了避免活性炭穿滤现象，适当提高混凝剂的投加量， 同时要增加滤池反冲洗周期，并要密切注意滤后水浊 度、色度和肉眼可见物等感官指标。 4.3 在原水遇到挥发酚类物质污染时，取消预氯 化，尽可能将加氯点后移，既能保证管网末梢水存有 余氯，又可防止氯酚的产生。 4.4 本实验中检测的挥发酚水样没有进行过滤处 理，相当于生产中的滤前水，这是本实验的不完善之 处。希望同仁再做类似试验时，考虑水处理过程各工 艺段对污染物的去除效果，充分优化各工艺段的处理 效果，保证出厂水合格达标。
表4 高活性炭投加量与挥发酚去除效果
系列号
1
2
3
4
5
6
活性炭（mg/L） 0
60
70
80
90
80
混凝剂（mg/L） 20
20
20
20
20
20
20min 60.4 38.1 26.7 13.6 10.2 14.06
挥发酚
含 量 1h
62Biblioteka 11 9.09 4.76 3.47 4.35
(μg/L)
2h 60.7 9.08 7.03 <2 <2 <2
关键词：挥发酚类污染 应急处理 粉末活性炭 流动注射分析
1 引言 近年来随着工、农业的发展，水源突发性污染事 件频发，严重影响了人们生活与经济生产，在一定程 度上造成了恶劣的社会影响。挥发酚类物质是世界 各国严格控制的饮用水有机污染物，长期饮用被酚 污染的水可引起慢性中毒。我国生活饮用水卫生标 准（GB5749-2006）规定挥发酚（以苯酚计）限值为 0.002mg/L。 常规水处理工艺指的是在原水中加药（一般是聚 合铝或聚合铁）混凝，经过反应沉淀池絮凝沉淀，再 经过滤池的石英砂过滤处理，最后在清水池加氯消毒， 在此工艺中，去除亲水性强的挥发酚类物质，主要是 依靠矾花表面的物理化学吸附，但在实际生产中去除 效果不理想。本文模拟黄河水源突发挥发酚污染，开 展 PAC 强化常规应急处理工艺研究，找出最佳 PAC 投加参数。 2 试验部分 2.1 挥发酚污染特征分析，及应急去除原理 挥发酚类化合物种类繁多，有苯酚、甲酚、萘 酚等，而以苯酚、甲酚污染最突出。据研究 [1]，在原 水中加入苯酚模拟挥发酚污染原水，观测其浑浊度、 CODMn、色度、臭和味等来确定突发挥发酚污染的特 征，50~200 倍挥发酚污染，以上指标较原水无明显变 化，200 倍以上挥发酚污染时，有轻微的臭味。对 200 倍挥发酚污染原水，在 100r/min 下搅拌 3h 后，挥发 酚浓度仅减少了 0.002mg/L。因此，突发挥发酚污染 的特征是：轻微臭味，色度、浊度、CODMn 几乎无变化， 感官上无明显特征，在水中存留时间长。
3.2 活性炭投加量对挥发酚去除的影响 原水苯酚浓度 59.5μg/L，混凝剂定量，进行一系 列活性炭投加量对苯酚吸附效果的试验。投加药剂及 挥发酚浓度见表 2 ：