今天為大家介紹的是城市污水深度混凝脫色技術(shù)研究進(jìn)展
近年來，有研究者認(rèn)為城市二級(jí)生物出水(以下簡稱二級(jí)出水)的致色物質(zhì)是引起天然水體有色度升高的重要原因，因此，以二級(jí)出水為主要水源的回用水的色度問題逐漸成為研究的熱點(diǎn)。二級(jí)出水中色度物質(zhì)按照來源可分為兩類：一類是城市生活用水和工農(nóng)業(yè)用水帶來的人為色度污染(anthropogenicorganicmatter，AOM);一類是有機(jī)物生物降解產(chǎn)物(naturalorganicmatter，NOM)。AOM近年來呈現(xiàn)種類繁多、排放量大且受人類活動(dòng)影響的特點(diǎn)，而NOM則廣泛分布在天然水體與生物處理出水中，如腐殖酸、溶解性微生物產(chǎn)物(solublemicrobialproducts，SMP)，組成中既有疏水性物質(zhì)(主要是芳香烴，富含苯酚結(jié)構(gòu)和共軛雙鍵)，也有親水性物質(zhì)(主要是脂肪烴和含氮化合物)。這兩類有機(jī)物因其結(jié)構(gòu)中含有發(fā)色基團(tuán)及助色基團(tuán)而帶有色度。發(fā)色基團(tuán)是能使化合物產(chǎn)生顏色或者導(dǎo)致化合物在紫外可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的基團(tuán)，一般不飽和基團(tuán)都是屬于這類基團(tuán)，如C=C、C=O、C=N、C=S等。
再生水中高的色度物質(zhì)含量不僅會(huì)降低其利用價(jià)值，為后續(xù)使用帶來困難，當(dāng)作為景觀水體補(bǔ)充水時(shí)還會(huì)降低水體的透光能力，影響水生系統(tǒng)平衡。因此，面對(duì)日益嚴(yán)格的污水排放及回用水標(biāo)準(zhǔn)，尋求處理能力強(qiáng)、出水水質(zhì)佳和經(jīng)濟(jì)性能好的城市再生水色度控制技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)的迫切需求。本文作者總結(jié)并分析了近年來城市 污水深度處理技術(shù)對(duì)于色度的去除效果和去除機(jī)理，以期為這方面的深入研究提供參考。
混凝是污水深度處理中傳統(tǒng)而有效的技術(shù)。Matilainen等深入研究了混凝對(duì)二級(jí)出水中有機(jī)物的去除機(jī)理，認(rèn)為對(duì)于大相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)物，主要依靠電中和脫穩(wěn)達(dá)到去除目的;對(duì)于難以形成絮體的小相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)物，依靠絮凝生成的金屬氫氧化物絮體的吸附能力去除。總結(jié)了國內(nèi)外研究者采用混凝技術(shù)處理城市二級(jí)出水中色度的研究結(jié)果。混凝技術(shù)的脫色效果較好，整體去除率在50%左右。所需混凝劑和助凝劑一般投加量約為10mg/L，也有個(gè)別達(dá)到了100～400mg/L，造成此類偏差的原因，可能是混凝劑種類、操作工藝和水質(zhì)上的差異�；炷齽┓N類是決定混凝效果的關(guān)鍵因素。鋁鹽和鐵鹽是兩種研究比較廣泛的混凝劑，而且其中以氯化鐵和聚合氯化鋁(PACl)比較為常用。許多研究者對(duì)比了這兩種混凝劑，有研究者認(rèn)為，鐵鹽混凝劑的效果要優(yōu)于鋁鹽，并且受低溫影響要小。但也有觀點(diǎn)認(rèn)為，Al3+可以為某些致色物質(zhì)上的發(fā)色基團(tuán)提供配位空間，脫色效率較鐵鹽更高，并且鐵鹽在使用時(shí)會(huì)由于過量導(dǎo)致色度升高，所以優(yōu)先選用鋁鹽。投加助凝劑可有效提高混凝劑的脫色效果，其中以活性硅藻土和陽離子聚丙烯酰胺(PAM)是應(yīng)用比較廣泛。前者可以增強(qiáng)PACl在水中的架橋作用，后者由于帶正電，可以輔助混凝劑電中和大部分帶負(fù)電的有機(jī)物，從而起到強(qiáng)化作用。改進(jìn)操作條件是另一個(gè)提高混凝效果的途徑，由于二級(jí)出水中有機(jī)物膠體穩(wěn)定性高，濃度相對(duì)較低，經(jīng)混凝后絮體小而分散，不利于形成大的顆粒而沉淀去除。孫力平等采用泥渣回流技術(shù)增加絮體的碰撞概率，而且回流的泥渣具有較大的表面積和機(jī)械強(qiáng)度，可充分發(fā)揮吸附架橋的作用。也有許多研究者用過濾代替混凝來解決絮體碰撞困難的問題，即微絮凝過濾工藝，不僅簡化了流程和運(yùn)行費(fèi)用，還提高了出水水質(zhì)�；炷齽┩都臃绞缴�，除了傳統(tǒng)的外部投加，還可以采用電化學(xué)的方法投加，如電混凝法。
電混凝法是指將金屬鋁或鐵作為電極，在直流電的作用下產(chǎn)生凝絮離子，再經(jīng)過一系列水解、聚合及亞鐵的氧化等過程，使水中的膠態(tài)雜質(zhì)與懸浮雜質(zhì)發(fā)生絮凝沉淀而分離.相對(duì)于傳統(tǒng)的混凝工藝，電混凝的投藥量和污泥處理量要小很多，并且電混凝不僅能夠有效去除疏水性有機(jī)物，也能有效去除親水性有機(jī)物，這對(duì)色度物質(zhì)的去除效率會(huì)有很大的提高。Orescanin等研究結(jié)果顯示，電混凝技術(shù)對(duì)色度的去除將近100%。此外，二級(jí)出水中有機(jī)物本身的相對(duì)分子質(zhì)量大小也會(huì)對(duì)混凝效果產(chǎn)生影響。有研究結(jié)果表明[19-結(jié)論，他認(rèn)為，大相對(duì)分子質(zhì)量的色度物質(zhì)的去除所需混凝劑劑量要小于小相對(duì)分子質(zhì)量部分�？傮w來看，混凝作為傳統(tǒng)的深度處理工藝，脫色效果較理想且運(yùn)行費(fèi)用低。PACl是目前使用比較廣泛的混凝劑，配合助凝劑PAM使用，可以達(dá)到很好的效果。但是，混凝后續(xù)所需的沉淀工藝反應(yīng)時(shí)間長、占地面積大，推薦選用微絮凝-過濾工藝，省去沉淀環(huán)節(jié)以減少占地和投資。此外，存儲(chǔ)混凝劑和助凝劑需要大量空間，員工操作環(huán)境惡劣，日常，混凝對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量較大的有機(jī)物作用效果明顯。還有研究者發(fā)現(xiàn)，要達(dá)到相同水平的色度去除率，色度物質(zhì)的表觀相對(duì)分子質(zhì)量越大，所需的混凝劑劑量越少。Matilainen等也有類似的的管理是需要重點(diǎn)考慮的因素。因此，研究開發(fā)出藥耗少、緊湊高效的混凝工藝，并且能夠妥善處理化學(xué)污泥，是未來混凝脫色的研究重點(diǎn)。此外，通過研究對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)來優(yōu)化藥劑投加量及投加方式，以減少藥劑浪費(fèi)提高脫色效果，將是研究的另一個(gè)重點(diǎn)。
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