當前隨著水源水污染的日益嚴重,去除水源水中有機物、氨氮等污染物質的研究受到廣泛重視。研究人員研究了沸石粉投加點、投加量對沸石粉強化混凝處理微污染水源水處理效果的影響。實驗結果表明,投加沸石粉強化混凝能夠改善絮凝性能,顯著提高有機物、氨氮的去除效果。
一、背景闡述
水源水的有機微污染是現代社會面臨的嚴峻挑戰,傳統的生活飲用水處理方法主要用于去除水中的濁度和細菌,而對于水中其它的污染物質如有機物等通常達不到理想的效果,必須附加其它的處理單元。這就要求我們對飲用水的常規處理進行革新或改造,更進一步的研究和提高水源水中污染物質的去除效果,才能適應環境的變化和時代的發展。Zeolite是一種良好的吸附介質,它是一族架狀構造的含水鋁硅酸鹽礦物。沸石的(Si,Al)O4四面體組成的架狀構造是開放型較大的構造,具有很多的空洞和孔道。這些空洞和孔道可被陽離子和水分子占據,格架中陽離子與格架聯系較弱。沸石晶穴體積約為總體積的40%~50%,獨特的晶體結構使沸石具有大量均勻的微孔。這些特性致使沸石具有比表面積大、吸附能力強,表面粗糙等特點,將其應用在微污染水源水中的氨氮、有機物等污染物質的處理上已有報道。
二、試驗結果與分析
在沸石粉已確定的前提下,從避免沸石粉對其有機物的競爭吸附和避免沸石粉被懸浮絮體包裹的角度來看,沸石粉不宜投加在混凝前,也不宜與混凝劑一起投加,投加點應盡量后移。但從沸石粉與水體的混合、保證足夠的吸附時間以及沸石粉與水分離的角度來看,投加點應盡量前移。
無論Zeolite是與復合鋁鐵還是與殼聚糖復合,都是在沸石粉投加點C取得較好的強化混凝效果,即在投加混凝劑4min后再投加沸石粉。從混凝的角度來看,混合完成以后,膠體已經脫穩,并形成微絮凝體,經過幾分鐘的反應,就會形成比較大的絮體,這時通過混凝去除的有機物基本上己經結合進入絮凝體中,而在以后的反應時間內,只是為了使絮體進一步結合成較大的礬花,以利于液固分離。據以上分析,在投加點C投加沸石粉,可基本上避免沸石粉對水中有機物的競爭吸附,也可避免沸石粉被結合進絮體中,投加的沸石粉在反應后段被附著在絮體上,通過沉淀可被去除。此外,反應后段的水流速度梯度也能滿足沸石粉的混合要求,而且在剩下的十幾分鐘的反應時間內,也基本上能滿足吸附時間的要求。
總之,為了避免微污染水源水中污染物質在投加的沸石粉表面形成競爭吸附,有效提高沸石粉強化混凝的去除效果,沸石粉的投加點應選在投加混凝劑4min后為宜,可以看出,沸石粉強化混凝對于有機物去除的強化效果非常明顯。