饮用水中天然有机物和拟除虫菊酯农药去除研究

摘要

地处西南的山区村镇多以水库等地表水为饮用水源，受降雨、农业生产活动等的影响，天然有机物（NOM）和残留农药成为此类水源地的主要的污染物，是西南山区村镇水厂水处理过程中面临的主要挑战之一，山区村镇水厂简陋的常规工艺早已不能满足此类原水的处理要求。
　　对西南山区村镇水厂工艺和水源地的调查发现，村镇水厂原水中的CODMn大多超过了地表水Ⅲ类标准，有机物含量高；原水中检测到拟除虫菊酯，旱季残留水平较低，但检出率较高，如氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯等。
　　本文根据西南山区村镇水厂原水水质特点制定研究方案，实验室模拟了天然有机物（NOM）和拟除虫菊酯的污染，选取氯化铝（PAC）、硫酸铝（AS）、聚合硫酸铁（PFS）、三氯化铁（FC）进行除NOM、拟除虫菊酯的常规工艺研究，筛选出了最佳混凝剂为PAC，最佳投量20mg/L。在此基础上选取高锰酸钾、过氧化氢、二氧化氯进行预氧化试验，结果证实，三种氧化剂在各投加梯度范围内对PAC混凝除NOM、拟除虫菊酯的强化效果不显著，甚至在一定程度上影响了PAC的混凝效果。最后选取硅藻土、膨润土、高岭土进行强化混凝试验，结果证实，三种粘土矿物对PAC混凝去除NOM、拟除虫菊酯均有不同程度的强化效果，效果最优的粘土矿物为硅藻土，最佳投加量为30mg/L。
　　根据NOM和拟除虫菊酯的性质，并结合西南山区村镇水厂工艺缺陷进行了中试装置的设计，在常规工艺的基础上前置曝气生物滤池，后置活性炭吸附池，考察曝气生物氧化+常规工艺+活性炭吸附的组合处理工艺除NOM、拟除虫菊酯优越性。选取重庆市云阳县的水磨水厂进行除NOM、拟除虫菊酯的中试研究，将PAC、硅藻土投加条件进行了放大，结果和小试较一致。中试装置在最佳工况下稳定运行时，曝气生物氧化+常规工艺+活性炭吸附的组合处理工艺对浊度、NOM、拟除虫菊酯、氨氮等污染物有较好的处理效果。曝气生物滤池和活性炭吸附池是去除水中NOM、拟除虫菊酯、氨氮的重要处理单元。该组合工艺相比常规工艺在处理含NOM、拟除虫菊酯、氨氮等污染物的原水时，具有较大的优势，推荐西南山区村镇水厂或同类型水厂工艺改造时，采用前置曝气生物滤池，后置活性炭吸附池的组合处理工艺。

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1 引 言

1.1 研究背景

1.2 天然有机物（NOM）研究现状

1.3 拟除虫菊酯研究现状

1.4 研究中拟使用的水处理技术

1.5 课题的研究目的、内容、技术路线及意义

2 试验药品、仪器与分析方法

2.1 试验药品、仪器

2.2 主要观测项目及分析方法

3 除天然有机物、拟除虫菊酯的小试研究

3.1 原水的配制

3.2 常规混凝处理工艺

3.3 预氧化强化处理工艺

3.4 粘土矿物强化处理工艺

3.5 小结

4 除天然有机物、拟除虫菊酯的中试研究

4.1 中试的工艺流程及试验装置

4.2 PAC混凝的中试研究

4.3 硅藻土强化混凝的中试研究

4.4 中试装置的整体运行效果研究

4.5 小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

C. 作者在攻读硕士学位期间参与的工程项目