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随着水环境污染的加剧和饮用水水质标准的提高,传统水处理工艺在效能方面渐显不足。混凝是饮用水处理工艺中非常重要的环节,通过有效控制混凝的物理化学条件,可以实现对水中有机物的有效去除。本课题以去除有机物为目标,针对苏州市相城水厂原水,采用硫酸铝、聚合氯化铝和聚硫氯化铝3种混凝剂进行烧杯混凝试验,考察混凝剂的投加量和原水初始pH变化对混凝去除有机物效果的影响以及在经济投加量和最佳pH下混凝去除有机物特性的研究。(1)苏州市相城水厂原水中溶解性有机物以小分子蛋白类有机物为主,大于30kDa的大分子量有机物含量很低,主要是多糖或蛋白质等对紫外吸收极低的亲水性有机物,有一部分中等分子量有机物(10~2.5kDa),主要是腐殖酸类、芳香族等紫外吸收较高的疏水性有机物。原水中腐殖类物质主要由陆源输入,且原水中的腐殖质芳香性比较强,含有较多的苯环结构。原水受到藻类新陈代谢产物的污染和人为污染较严重。(2)混凝剂硫酸铝的经济投加量为4mg/L(以Al2O3计),投加量为4mg/L时硫酸铝对CODMn、UV254和DOC的去除率分别为:27.77%、31.58%和25.90%。硫酸铝可以有效去除大分子有机物(>30kDa),对分子量在10~2.5kDa的腐殖类疏水性有机物的去除效果优于对亲水性有机物的去除效果,对分子量在2.5~0.5kDa的蛋白类有机物不但没有去除效果反而会使其含量增加,对于小分子的亲水性有机物(<0.5kDa)几乎没有去除效果。硫酸铝去除有机物的最佳初始pH值为6。pH=6时,硫酸铝对CODMn、UV254和DOC的去除率分别为37.8%、36.5%和41.1%。降低pH可以提高有机物的总体去除效果,但并没有提高荧光类有机物的去除效果。(3)混凝剂聚合氯化铝的经济投加量为4mg/L(以Al2O3计),在投加量为4mg/L时,对CODMn、UV254和DOC的去除率分别为:33.77%、36.84%和29.71%。聚合氯化铝可以有效去除大分子有机物(>30kDa),对分子量在10~2.5kDa之间的疏水性腐殖类有机物的去除效果较好。与传统的硫酸铝相比提高了分子量在2.5~0.5kDa的蛋白类有机物的去除效果。对小分子有机物(<0.5kDa)几乎没有去除效果。对荧光类有机物的去除效果甚微。聚合氯化铝去除有机物的最佳初始pH值为5。pH=5时,投加量为4mg/L时,聚合氯化铝对CODMn、UV254和DOC的去除率分别为44.63%、35.59%和36.78%。分子量分布分析表明,在pH=5时,对分子量在10~2.5kDa之间的有机物中的腐殖类有机物的去除效果不但没有提高,反而有所下降,对蛋白类有机物(2.5~0.5kDa)有显著的去除效果。三维荧光光谱分析表明,最佳pH时,可以减少蛋白类荧光有机物的增加,但不能起到去除的效果,腐殖类有机物的去除也没有明显提高。(4)混凝剂聚硫氯化铝的经济投加量为4mg/L(以Al2O3计),投加量为4mg/L时,聚硫氯化铝对CODMn、UV254和DOC的去除率分别为:33.77%、36.84%和27.04%。聚硫氯化铝同样对大分子有机物有很好的去除效果;对分子量在10~2.5kDa之间的腐殖类有机物有一定的去除效果;对2.5~0.5kDa的小分子蛋白类有机物,去除效果较差;对于<0.5kDa的亲水性有机物有微弱的去除效果。聚硫氯化铝去除有机物的最佳初始pH值为5。pH=5时,投加量为4mg/L时,聚硫氯化铝对CODMn、UV254和DOC的去除率分别为49.36%、37.29%和39.24%。分子量分布分析表明,在pH=5时,对分子量在10~2.5kDa之间腐殖类有机物和分子量在2.5~0.5kDa之间的蛋白类有机物的去除效果有了显著提高。三维荧光光谱分析表明,最佳pH时,蛋白类有机物的荧光强度不但没有减少反而增加,对富里酸类有机物的去除效果有所降低,腐殖酸类有机物的去除效果有所增加。荧光类有机物的总荧光强度略有增大。