譚章榮¹， 李偉英2， 尚亞波¹， 趙冀平¹， 秦祖群¹， 董秉直¹， 范瑾初²
( 1.鎮江市自來水公司， 江蘇 鎮江 212001； 2.同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室，上海 200092)

　　摘　要：采用混凝—粉末活性炭(PAC)—超濾技術對長江原水進行了處理，試驗結果表明混凝劑和PAC的最佳投量分別為6、40 mg/L，此時對DOC、濁度及UV254的去除率均較高且膜通量最大、膜通量恢復情況最好(膜壓差為0.03MPa)。
　　關鍵詞：長江原水；混凝； 粉末活性炭；超濾
　　中圖分類號：TU991.2
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)08-0051-02

　　目前膜分離技術正逐漸成為給水領域的研究熱點^[1]，在鎮江自來水公司金西水廠進行的對長江原水處理試驗中即采用了混凝—粉末活性炭—超濾聯用技術。

1 試驗裝置及方法

1.1 原水水質及試驗裝置
　　原水為長江鎮江段地表水，水質見表1。

表1 試驗原水水質 項目 水溫(℃) 濁度 CODMn(mg/L) UV₂₅₄(cm^-1) DOC(mg/L) pH THMFP(μg/L) 平均值 30.6 88.49 1.76 0.036 2.88 7.29 79.64 最小值 28.5 55.13 1.20 0.025 1.34 6.52 48.49 最大值 32.5 117.31 2.40 0.054 5.84 7.65 114.50

　　小試裝置及工藝流程見圖1。

　　混凝劑選用聚合硫酸鐵，粉末活性炭采用物理炭(13mL)，中空纖維超濾膜的材質為PAN、截留分子質量為100000u、孔徑為0.01μm、過濾面積為0.437m²，過濾方式為終端過濾 。
1.2 分析儀器及方法
　　UV_254采用UV751GD型紫外/可見分光光度計測定；CODMn采用標準方法測定；THMFP的含量采用HP6890型氣相色譜儀測定；濁度采用HACH-2100N型濁度儀測定。?
　　THMFP含量的測定采用參考文獻[2]中的方法；膜通量采用體積法測定。

2 結果與分析

2.1 混凝劑最佳投量
　　將不同劑量的聚合硫酸鐵投加到原水中，以300r/min的轉速快速攪拌30s后再以150～200r/min攪拌5min，經砂濾后進行超濾(膜壓差為0.03MPa)。?
　　因通過燒杯試驗確定的直接過濾系統的最佳投藥量為8mg/L左右，故本試驗將加藥量選擇在2～12mg/L范圍。不同投藥量對膜通量及DOC去除效果的影響分別見圖2、3。?

　　由圖2可知，運行前的膜純水通量為200.02L/(m²·h)，運行中當系統加藥量為6mg/L時膜通量最大[200.0L/(m²·h)]且通過人工清洗后的膜通量恢復率最高(100.4%)。
　　原水中溶解性有機物的分布為：分子質量＞6000u的占31.0%、分子質量＜6000u的占69.0%，說明原水中DOC成分大部分為小分子物質，而這正是產生膜污染的主要原因。由圖3可知，當加藥量為6mg/L時膜濾對DOC的去除率最高(14.39%)，系統總去除率為34.87%，此時膜濾水的UV₂₅₄為0.015cm^-1。
　　試驗結果還顯示原水中的濁度大部分在砂濾過程中被去除，經超濾膜處理后水的濁度維持在0.08NTU以下，加藥量在8mg/L時膜濾水濁度為0.024NTU左右，對濁度的去除率為99.98%。
　　綜合分析各項處理指標后確定聚合硫酸鐵的最佳投量為6mg/L，此時水中雜質與混凝劑能有效地結成適當尺寸的礬花絮體并通過砂濾被去除，膜能有效地截留砂濾后殘留于水中的絮體且不被污染。
2.2 最佳投量
　　將6mg/L的聚合硫酸鐵投加到原水中并快速攪拌30s后加入不同劑量的PAC，再中速攪拌5min、靜沉5min并經砂濾后進行超濾，運行期間膜壓差為0.03MPa。不同PAC投量對膜通量及DOC去除率的影響分別見圖4、5。

　　由圖4可知，當PAC投量＞40mg/L后平均膜通量恢復率在102.3%以上，這是因為PAC具有吸附小分子有機物的優勢，從而避免了膜污染。
　　由圖5可知，當PAC投加量在40mg/L時膜濾對有機物的去除率較高，系統總去除率為49.27%(比不加PAC的工藝高14.4%)。此時膜濾水的UV₂₅₄為0.007cm^-1(總去除率 達72%以上)，當PAC投加量為120mg/L時對UV₂₅₄的總去除率可達100%。
　　綜合分析各項處理指標后確定PAC的最佳投量為40mg/L。

3 結語

　　采用混凝—粉末活性炭—超濾技術處理長江原水的試驗結果表明，聚合硫酸鐵和粉末活性炭的最佳投量分別為6、40mg/L，此時對DOC、濁度及UV₂₅₄的去除率均較高且膜通量最大，膜通量的恢復情況也最好。

參考文獻：
[1] Yasumoto Magara.Advanced membrane technology for application to water treatment[J].WatSci Tech，1998,37(10):91-99.
[2]許保玖.給水處理理論[M].北京：中國建筑工業出版社，2000.

　　電　　話：(0511)5616948 5029218
　　收稿日期：2002-01-08