高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化去除腐植酸色度研究

【摘要】目的研究高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化去除腐植酸色度的效果。方法選擇3種不同輔劑與高錳酸鉀相復(fù)合，制成高錳酸鉀復(fù)合藥劑PPC-C、PPC-A、PPC-N，并以單獨(dú)投加硫酸鋁作為對(duì)照，研究高錳酸鉀復(fù)合藥劑對(duì)于腐植酸色度的去除效能。結(jié)果相比于單獨(dú)投加硫酸鋁，少量高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑可顯著提高對(duì)腐植酸的色度、UV254以及TOC的去除效果。且對(duì)于加氯消毒以后的氯仿生成量也具有較好的控制作用。結(jié)論高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑可有效去除腐植酸色度，尤其是PPC-C的除色效能最好，對(duì)于腐植酸色度的除色效能主要是新生態(tài)水、高錳酸鉀、二氧化錳以及其輔劑協(xié)同作用的結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】腐植酸；高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑；色度

doi：10.3969j.issn.1004-7484（x.2013.10.003文章編號(hào)：1004-7484（2013-10-5553-02

腐植酸可導(dǎo)致水體存在色度，嚴(yán)重影響水體質(zhì)量。傳統(tǒng)水處理工藝去除腐植酸的能力有限，近年來，國內(nèi)外逐漸應(yīng)用活性炭以及臭氧技術(shù)等去除水體中存在的腐植酸，但兩者的成本均較高。高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)操作簡(jiǎn)便、成本低廉且易于維護(hù)和管理，可顯著強(qiáng)化混凝效果。相關(guān)研究表明，其凈水效能較單一組分的藥劑更強(qiáng)，可有效控制水體中的藻類，并去除色度、濁度以及微量有機(jī)污染物等。本研究探討了高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化去除腐植酸色度的機(jī)制及效果，現(xiàn)報(bào)道如下：

1資料與方法

1.1試驗(yàn)儀器及試劑試驗(yàn)儀器包括BJ-6型六聯(lián)定時(shí)變速攪拌器、UV-2550型紫外可見分光光度計(jì)、CPH型TOC分析儀、Agilent 4890型氣象色譜儀以及SC-3000型流動(dòng)電流檢測(cè)儀等。

1.2試驗(yàn)水樣水樣均選自本地區(qū)流徑，水中有大量天然有機(jī)物存在，水體呈現(xiàn)較高色度，為典型低濁高色水，濁度（NIU為0.4，色度為35度、TOC為13.5mgL、pH為6.8、水溫為10℃、UV254為0.274cm-1

1.3方法在BI六聯(lián)定時(shí)變速攪拌器上以標(biāo)準(zhǔn)燒杯進(jìn)行攪拌試驗(yàn)。取水樣1000ml，并調(diào)整其pH至7.0，向其中加入適量硫酸鋁并在180rmin的轉(zhuǎn)速下快速攪拌1min，加入高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑（PPC-C、PPC-A、PPC-N再次攪拌1min，然后改為60rmin下進(jìn)行慢速攪拌，攪拌時(shí)間為9min，采用亞硫酸鈉（NaSO3終止反應(yīng)。溶液靜置15min，然后在液面2-3cm處吸取上清液，并以0.45μm的濾膜進(jìn)行過濾，然后測(cè)定濾液的TOC、色度、氯仿生成量以及UV254。其中，以鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法檢驗(yàn)色度，以液-液萃取法測(cè)定氯仿生成量，測(cè)定的色譜條件：進(jìn)樣口溫度為200℃、EC檢測(cè)室溫度為260℃。以靜態(tài)試驗(yàn)法檢測(cè)流動(dòng)電流，首先在1L的燒杯中注入水樣1000ml，邊加藥邊快速攪拌使其混合均勻，然后采用流動(dòng)電流檢測(cè)儀檢測(cè)，并記錄流動(dòng)電流值（SC，當(dāng)SC與ξ點(diǎn)位之間呈正相關(guān)性時(shí)，能夠反映水體中膠體的具體脫穩(wěn)情況

2結(jié)果

2.1投入劑量對(duì)于色度去除效果PPC-C、PPC-A、PPC-N三種高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑對(duì)于色度均具有一定強(qiáng)化作用，且隨著投加量的增加，水體色度均呈降低趨勢(shì)，其中，PPC-A以及PPC-N投加至0.75mgL以后，水體色度降低至10度、6度，此后再加大投入量，水體色度去除效果也不會(huì)再提高。而加入PPC-C以后，隨著投入量的增加降低程度越大，當(dāng)投入量為0.75mgL時(shí)，水體色度降低至3度，當(dāng)投入量為1.5mgL時(shí)，水體色度降低至0度。具體如圖1。高錳酸鉀鹽的色度去除效果優(yōu)于單獨(dú)硫酸鋁，且隨著投入劑量的增加，色度的去除率逐漸增加，詳見圖2。提示高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑對(duì)于水體色度具有顯著去除效果。

2.2TOC去除效果當(dāng)投入60mgL的硫酸鋁時(shí)，其對(duì)于TOC的去除率僅為56.9%，而當(dāng)加入PPC-C的量為0.75mgL時(shí)，其對(duì)于TOC的去除率為69.3%，明顯高于單獨(dú)應(yīng)用硫酸鋁，見圖3。

2.3SUVA以及UV254的去除效果研究結(jié)果顯示，PPC-C可降低UV254，而PPC-N以及PPC-A的去除效果不明顯，而隨著投入劑量的增加，水體中的SUVA含量逐漸降低，可見增加復(fù)合藥劑的劑量可提高對(duì)于SUVA的去除效果，其中，PPC-C的去除效果最強(qiáng)，見圖4、5。

2.4氯仿生成量的控制本研究結(jié)果顯示，高錳酸鉀鹽復(fù)合藥劑對(duì)于氯仿的生成具有一定的去除效果，其中，PPC-C的去除效果最好。當(dāng)原水以硫酸鋁混凝并加氯消毒以后，投氯量越多，氯仿的生成量也就越多。在采用PPC-C預(yù)氧化以后，氯仿的生成量逐漸降低，見圖6。

2.5高錳酸鹽復(fù)合藥劑與氧化對(duì)于SC的影響相比于單獨(dú)加入硫酸鋁，加入高錳酸鹽復(fù)合藥劑以后，SC值有所提高，三種復(fù)合藥劑中，PPC-C提高幅度最大，然后是PPC-N，最后為PPC-A，見圖7。

3討論

當(dāng)水體中存在腐植酸時(shí)，將影響常規(guī)處理的效果，向其中加入高錳酸鹽復(fù)合藥劑可有效去除腐植酸。本研究結(jié)果顯示，PPC-C、PPC-A以及PPC-N三種復(fù)合藥劑對(duì)于水體中的腐植酸均具有一定的去除效果，其中，PPC-C的去除效果最好，其去除率高達(dá)100%。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，相比于常規(guī)混凝，高錳酸鹽復(fù)合藥劑能夠顯著提高水去除TOC的效果，可有效控制氯仿生成量。SC是無量綱值，其大量可表示水體中膠體表面的電荷量，本研究中，相比于單獨(dú)加入硫酸鋁，加入高錳酸鹽復(fù)合藥劑以后，SC值有所提高，三種復(fù)合藥劑中，PPC-C提高幅度最大，然后是PPC-N，最后為PPC-A。表明高錳酸鹽復(fù)合藥劑對(duì)于水體中腐植酸的去除效果可能是利用其具有的氧化作用導(dǎo)致腐植酸表面負(fù)電性降低，從而降低其穩(wěn)定性，進(jìn)而提高腐植酸去除效果。從流動(dòng)電流變化情況來看，高錳酸鹽復(fù)合藥劑利用其強(qiáng)氧化性，降低腐植酸表面電負(fù)性，從而強(qiáng)化去除腐植酸以及色度，且容易凝聚，可有效提高去除腐植酸的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]任芝軍，等.高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化強(qiáng)化海水混凝效能[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27（2：159.

[2]吳運(yùn)惇.腐植酸對(duì)二氧化錳降解環(huán)境雌激素的影響研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，32（8：198.

[3]齊魯，等.高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化處理低濁高藻水庫水[J].工業(yè)用水與廢水，2009，40（1：18-21.

[4]瞿芳術(shù)，等.高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化緩解超濾膜藻類污染的中試研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（7：1366.

[5]齊雪梅，等.高錳酸鹽復(fù)合藥劑的制備及其強(qiáng)化混凝的效能[J].凈水技術(shù)，2009，28（4：68.

[6]李思敏，等.高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化對(duì)微污染源水的凈化效果[J].中國給水排水，2012，28（5：50.