王曙光；欒兆坤；宮小燕；黎澤華；賈智萍；趙華章
(中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100085) 摘 要：利用CEPT技術(shù)對(duì)深圳市4條河流的受污染河水進(jìn)行了處理試驗(yàn)。結(jié)果表明，該工藝對(duì)濁度、COD、SS、TP去除效果較好，對(duì)TN、重金屬等也有一定的去除效果，為工程的實(shí)施提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞：CEPT；河水污染；絮凝劑
中圖分類號(hào)：X703
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1000-4602(2001)04-0016-03
Study on Treatment of Water from Polluted Rivers by Chemically Enhanced Primary Treatment Technology WANG Shu-guang，LUAN Zhao-kun，GONG Xiao-yan，LI Ze-hua，JIA Zhi-ping，ZHAO Hua-zhang
(Res.Center of Eco-environ.Sci.,Chinese Academy of Sci.,Beijing 100085,China)
Abstract：Treatment of water from polluted rivers in Shenzhen was studied with CEPT technology.The results indicate that removal efficiencies of turbidity,COD,SS and TP are excellent,and TN and heavy metals can be removed to some extent.This study provides a basis for engineering practice.
Keywords:CEPT;pollution of river water;coagulant “化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理”(CEPT)對(duì)TP、SS、BOD、COD和重金屬的處理效果較好，耐沖擊負(fù)荷的能力也較強(qiáng)；系統(tǒng)的基建投資、占地面積小于活性污泥法(包括A/O、A/A/O)等工藝，而且運(yùn)行管理靈活簡(jiǎn)便、處理過(guò)程穩(wěn)定可靠、近期投資環(huán)境效益好，是符合我國(guó)國(guó)情的一種水處理技術(shù)［1］。
CEPT技術(shù)的發(fā)展與絮凝劑的發(fā)展密切相關(guān)，高效、廉價(jià)絮凝劑的出現(xiàn)是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。深圳市采用中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的技術(shù)，以含鐵鹽的酸洗廢液為原料合成了高效、廉價(jià)的聚合氯化鐵絮凝劑，為CEPT技術(shù)處理受污染河水提供了前提條件。 1 試驗(yàn)材料與方法 1.1 試劑及儀器
HACH COD測(cè)定儀，P&B—700六聯(lián)絮凝攪拌器，HACH 2100N IS濁度測(cè)定儀(ISO METHOD7027)，HACH Dr/2010便攜式分光光度計(jì)，HACH DR/4000U分光光度計(jì)，ORION MODEL 720 pH計(jì)，Jarrell—Ash 1100系列1155型ICP，橫河北辰電機(jī)Model IC100離子色譜。
聚合氯化鐵(PFC)由廠家提供。
1.2 原理及方法
由于水體中的顆粒物的比表面積大或擁有大量活性官能團(tuán)，對(duì)水體中各種微量污染物如重金屬、化學(xué)品等有較強(qiáng)的結(jié)合能力，成為它們主要的載體，在水體中擴(kuò)散遷移，決定著它們的去向和歸宿。同時(shí)，顆粒物還會(huì)與各種污染物發(fā)生多種溶液的和界面的反應(yīng)，很大程度上改變甚至決定著水質(zhì)的好壞，因此顆粒物的去除是絮凝過(guò)程的主要目標(biāo)，而濁度又能很好地反應(yīng)顆粒物的去除情況［2］，所以試驗(yàn)中選擇濁度作為主要的測(cè)試指標(biāo)之一。
取1 L河水于燒杯中，在一定的攪拌速度、攪拌時(shí)間下做pH及PFC投加量試驗(yàn)，以水的濁度、COD、TP、TN作為主要表征指標(biāo)，優(yōu)化出最佳pH及PFC最佳投加量等工藝條件，對(duì)河水進(jìn)行了處理，并進(jìn)行系統(tǒng)分析。 2 河水水質(zhì) 水樣分別取自深圳市的龍崗河、觀蘭河、燕川河及大茅河，其水質(zhì)分別見(jiàn)表1、2。 表1 河水中主要污染物含量| 項(xiàng)目 | SS(mg/L) | 濁度(NTU) | COD(mg/L) | TN(mg/L) | TP(mg/L) | pH | | 龍崗河 | 90 | 124 | 68.5 | 12.13 | 3.39 | 6.69 | | 觀蘭河 | 27 | 70 | 48.0 | 28.92 | 3.59 | 6.80 | | 燕川河 | 41 | 36 | 74.0 | 31.77 | 4.78 | 6.86 | | 大茅河 | 89 | 45 | 84.0 | 30.70 | 5.81 | 6.80 | 表2 河水中離子含量 mg/L| 項(xiàng)目 | Cu | Pb | Zn | Cr | Mn | Fe | Cl- | NO3- | SO42- | | 龍崗河 | 0.254 | 0.010 | 0.037 | 0.039 | 0.221 | 0.381 | 94.30 | 44.02 | 39.98 | | 觀蘭河 | 0.001 | 0.047 | 0.012 | 0.006 | 0.030 | 0.380 | 71.02 | 79.98 | 32.00 | | 燕川河 | 0.035 | 0.103 | 0.018 | 0.022 | 0.116 | 0.582 | 95.84 | 84.56 | 43.11 | | 大茅河 | 0.198 | 0.0312 | 0.025 | 0.008 | 0.144 | 0.438 | 71.54 | 81.31 | 38.36 | 可見(jiàn)，4條河流都受到不同程度的污染，COD、SS、TP、TN等指標(biāo)超過(guò)了國(guó)家地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 3 結(jié)果與討論 3.1 pH值對(duì)濁度去除效果的影響
濁度隨pH值的變化見(jiàn)圖1。
由圖1可見(jiàn)，4條河流均在pH=8.0左右有較好的除濁效果，這與聚合氯化鐵的絮凝特性有關(guān)，在相對(duì)較強(qiáng)的堿性條件下有利于聚合氯化鐵的水解絮凝，而在偏酸性及太強(qiáng)的堿性條件下都影響著聚合氯化鐵絮凝特性的發(fā)揮。由于原水的pH值均在6.8左右，所以采用氧化鈣調(diào)整pH值，其用量約為90 mg/L。 
3.2 PFC用量對(duì)濁度、COD去除效果的影響
PFC用量對(duì)濁度、COD去除效果的影響見(jiàn)圖2、3。
 
當(dāng)PFC投加量為50 mg/L時(shí)，河水的剩余濁度達(dá)到最小并出現(xiàn)平臺(tái)，同時(shí)COD去除率達(dá)到最大值，但大茅河、龍崗河的剩余濁度和COD值均較高，這充分說(shuō)明了水體中微細(xì)顆粒物吸附絡(luò)合著部分有機(jī)物，決定著它們的去向和歸宿。4條河流COD去除率的不同也與其不同水質(zhì)、不同污染源有關(guān)，由此造成了不同的COD存在形態(tài)(大致可為懸浮性COD及溶解性COD)，而絮凝劑對(duì)懸浮性COD的去除效果大于對(duì)溶解性COD的去除效果［3］。
3.3 沉降時(shí)間對(duì)濁度去除效果的影響
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，河水經(jīng)絮凝處理后靜置沉降5 min，絮體顆粒基本沉降完全，剩余濁度基本穩(wěn)定。這充分驗(yàn)證了聚合鐵類絮凝劑較之其他無(wú)機(jī)絮凝劑所具有的沉降速度快、形成的絮體結(jié)實(shí)、適宜于低濁水的處理等特點(diǎn)［4］。
3.4 處理后水質(zhì)的系統(tǒng)分析
在氧化鈣投加量為90mg/L，PFC投加量為50 mg/L的條件下，絮凝處理4條河流的河水，靜置沉降10 min后取上清液做水質(zhì)系統(tǒng)分析，結(jié)果如圖4、5及表3、4所示。  
表3 河水處理后主要污染物含量| 項(xiàng)目 | SS
(mg/L) | 濁度
(NTU) | COD
(mg/L) | TN
(mg/L) | TP
(mg/L) | pH | | 龍崗河 | 2 | 5 | 23.0 | 3.49 | 0.18 | 8.60 | | 觀蘭河 | 1.5 | ＜3 | 12.0 | 17.05 | 0.17 | 8.90 | | 燕川河 | 2 | ＜3 | 20.0 | 19.83 | 0.14 | 8.70 | | 大茅河 | 19 | 9 | 40.0 | 17.92 | 0.20 | 8.59 |
表4 處理后河中離子含量 mg/L
| 項(xiàng)目 | Cu | Pb | Zn | Cr | Mn | Fe | Cl- | NO3- | SO42- | | 龍崗河 | 0.076 | 0.007 | 0.024 | 0.031 | 0.062 | 0.014 | 109.75 | 43.82 | 39.91 | | 觀蘭河 | 0.001 | 0.023 | 0.012 | 0.004 | 0.031 | 0.017 | 85.55 | 80.61 | 32.44 | | 燕川河 | 0.020 | 0.052 | 0.017 | 0.022 | 0.045 | 0.118 | 114.196 | 83.27 | 45.56 | | 大茅河 | 0.109 | 0.029 | 0.023 | 0.006 | 0.009 | 0.495 | 90.26 | 81.96 | 39.55 |
氮、磷是造成緩流水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，脫氮、除磷是污水深度處理的主要目標(biāo)之一。由圖4、5可見(jiàn)，河水經(jīng)絮凝處理能收到很好的脫氮除磷效果(氮去除率＞30%)。聚合氯化鐵對(duì)磷具有更好的去除效果可能是由于磷在水體中的幾種存在形態(tài)更易與PFC發(fā)生沉淀絡(luò)合等作用，而氮的存在形態(tài)則很難與聚鐵發(fā)生這種作用，故去除率較低。
由表3、4可見(jiàn)，河水經(jīng)PFC處理后，它對(duì)COD、SS、TP、濁度都有顯著的去除效果，對(duì)TN、重金屬也有一定的去除效果，使水質(zhì)達(dá)到或接近國(guó)家地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。重金屬的去除，一方面是由于水體中顆粒物與重金屬離子發(fā)生表面絡(luò)合作用，隨著顆粒物的絮凝沉降而一同除去；另一方面則是因?yàn)樗w中氧化鈣的投加使水體pH值升高，使部分金屬離子以沉淀的形式除去，其去除效果與不溶物的溶度積有關(guān)。水體中氯離子的略微升高則是由于聚合氯化鐵絮凝劑的投加引入了部分氯離子。 4 結(jié)論 CEPT技術(shù)處理深圳市受污染的龍崗河、觀蘭河、燕川河、大茅河等取得較好效果，藥劑用量少，對(duì)COD、SS、TP、濁度都有顯著的去除效果，對(duì)TN、重金屬也有一定的去除效果，使水質(zhì)達(dá)到或接近國(guó)家地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因而采用CEPT技術(shù)對(duì)該市河水進(jìn)行處理是可行的。 參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)介：王曙光(1971-)，男，山東海陽(yáng)人，中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心在讀博士生，主要從事環(huán)境工程的研究。
電 話：(010)62849150
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收稿日期：2000-10-31 | 
