不同滤料去除_控制三卤甲烷效果的生产性试验研究
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
?水处理技术与设备?
城镇供水 NO.2 2014 27
不同滤料去除、控制三卤甲烷效果的
生产性试验研究
巢 猛 梁 曦 丁 卫 胡小芳
（东莞市东江水务有限公司，广东东莞 523106）
摘 要：在水厂生产性试验的规模，对比研究了不同原水水质条件下，石英砂、活性炭、活性无烟煤这三种不同滤料过滤对TOC、UV 254的去除率，以及控制三卤甲烷生成的效果。结果表明，活性炭、活性无烟煤过滤能在混凝-沉淀的基础上进一步降低TOC、UV 254，并减小三卤甲烷生成潜能，而石英砂过滤对TOC、UV 254基本无去除，对控制THMFP 无明显效果。
关键词：消毒副产物；三卤甲烷；活性炭；活性无烟煤；
三卤甲烷（THMs）是饮用水处理过程中氯化消毒产生的一类主要副产物，为可疑性致癌物质[1]。饮用水中较常检测到三卤甲烷共有4种，即三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷。
THMs 一般认为是氯与腐殖酸、富里酸等消毒副产物前体物（DBPP）反应而生成的[2]，控制的方法有替换氯消毒剂或者在氯化消毒前降低DBPP 含量。而去除DBPP 的方法有强化混凝法[3]、化学氧化法[4]、活性炭吸附法[5]等。本文在生产性试验的规模上研究了石英砂、活性炭、活性无烟煤三种滤料过滤对DBPP 的去除效果，从而控制THMs 的生成，为水厂的改造提供技术参考。
1. 试验部分1.1 试验方法
将南方某水厂两格石英砂滤池滤料分别更换为活性炭与活性无烟煤，每个滤格处理水量为5000m 3/d，滤速均为8m/h。石英砂滤料有效滤径D 10＝0.90mm，滤层厚度为1.2m ；活性炭粒径为8×30目，滤层厚度为1.0m，碘吸附值＞800mg/g ；活性无烟煤滤层粒径0.8～2.0mm，厚度为1.2m，碘吸附值＞700mg/g。该厂原水在雨季会受到内河排涝而引起生活废水污染，从而影响水质，本试验按非排涝水质与排涝期水质进行。
1.2 检测指标三卤甲烷：Tekmar 3100吹扫-捕集浓缩器富集进样，Agilent 7890A-5975C 气色谱-质谱联用仪检测。
三卤甲烷生成潜能（THMFP）：间接表征水中
THMs 前体物的多少。THMFP 测定是在高投氯量和长时间反应的条件下，水样能生成THMs 的多少。THMFP 的测定参照美国标准方法[6]。
TOC ：岛津TOC-V CPH 总有机碳分析仪。 UV 254：紫外吸光度与DBPP 含量有密切关系。通常的DBPP 都含有苯环结构，会吸收与其浓度成正比的紫外辐射。水样经0.45um 的滤膜过滤以去除颗粒物质引起的干扰，然后在紫外分光光度计上测定其在254nm 波长单位比色皿光程下的紫外吸光度。
2.结果与讨论
2.1 非排涝期各工艺单元对有机物的去除
在原水未受到内河生活废水排涝污染的正常水质条件下，分别测定原水、待滤水、石英砂滤池出水、活性炭滤池出水、活性无烟煤滤池出水的TOC、UV 254指标，计算相对于原水的去除率，结果如表1所示。从表1可以看出，原水经过混凝-沉淀后，TOC 去除率为12.5%，UV 254去除率为21.1%，传统的石英砂过滤对TOC 与UV 254基本没有去除，活性炭与活性无烟煤对TOC 与UV 254的去除效果明显增加。
2.2 非排涝期各工艺单元出水的THMFP
各工艺单元出水THMFP 的结果如表2所示。从表2可以看出，THMs 以三氯甲烷为主，原水经过混凝-沉淀后，THMFP 明显降低，这可能是水中的腐殖酸或富里酸在混凝剂的作用下与水形成大分子胶体，经混凝-沉淀得到了有效去除；石英
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砂过滤对THMFP的大小无影响，而活性炭与活性
无烟煤滤池出水的THMFP明显降低，这可能是活
性炭与活性无烟煤具有丰富的孔隙结构和较大的比
表面积，THMs前体物通过与两者表面的的静电引
力、范德华力及氢键、配位键等得到了有效去除。
THMFP的结果与表1中TOC与UV254的去除规律
相一致。
表2 非排涝期各工艺单元出水THMFP测定结果（μg/L）
取样点
三氯甲
烷
二氯一
溴甲烷
一氯二溴
甲烷
三溴甲烷
三卤甲烷
总量
原水168.3714.64 1.870.34185.22
待滤水125.2716.45 2.300.34144.36
石英砂滤池出水129.5215.19 1.830.02146.56
活性炭滤池出水90.4812.85 2.040.34105.71
活性无烟煤滤池
出水
85.0611.88 1.780.0298.74
2.3 排涝期各工艺单元的控制THMs生成的效果
排涝期原水、待滤水、石英砂滤池出水、活性炭
滤池出水、活性无烟煤滤池出水的TOC、UV254指标
测定结果及相对于原水的去除率见表3，各工艺单元
出水THMFP的结果见表4。从表3、表4可以看出，
排涝期原水由于受到内河生活废水的污染，各工艺单
元出水的TOC、UV254及THMFP均增加明显，混凝-
沉淀、活性炭过滤、活性无烟煤过滤对TOC、UV254
去除效果显著，三个工艺单元出水THMFP均明显降
低，石英砂过滤对TOC、UV254去除基本无去除，对
控制THMFP无明显效果。
表3 排涝期各工艺单元对TOC与UV254的去除效果
取样点TOC（mg/L）
TOC去除率
（%）
UV254（cm-1）
UV254去除率
（%）
原水 4.846——0.077——
待滤水 3.11835.60.05133.8
石英砂滤池
出水
2.96938.70.04936.4
活性炭滤池
出水
2.04457.80.03554.5
活性无烟煤
滤池出水
2.11056.50.0365
3.2
表4 排涝期各工艺单元出水THMFP测定结果（μg/L）
取样点三氯甲烷
二氯一溴
甲烷
一氯二溴
甲烷
三溴甲烷
三卤甲烷
总量
原水177.0424.48507.010.34206.94
待滤水154.5917.40 3.150.37175.51
石英砂滤池
出水
152.6217.50 2.220.30172.34
活性炭滤池
出水
129.1415.99 2.520.37148.02
活性无烟煤
滤池出水
134.8516.71 2.720.35154.63
3.结论
无论原水有机物含量的高低，混凝-沉淀、活性
炭过滤、活性无烟煤过滤对TOC、UV254去除效果显著，
三个工艺单元出水THMFP均明显降低，说明这三种
工艺单元可有效降低氯化消毒副产物三卤甲烷的产生
量，传统的石英砂滤料过滤对TOC、UV254基本无去除，
对控制THMFP无明显效果。
参考文献
[1] 赵玉丽, 李杏放. 饮用水消毒副产物: 化学特征与毒性[J].环境化学,
2011, 30(1): 20-33
[2] 张永吉, 武道吉, 周玲玲, 等. 腐殖酸特性及其对三卤甲烷形成的影
响[J].中国给水排水, 2005, 21: 14-17
[3] 王丽花, 周 鸿, 张晓健, 等. 常规工艺对消毒副产物及前体物的去
除[J]. 给水排水, 2001, 27(4): 35-37
[4] 赵建莉, 王 龙. 饮用水消毒副产物的危害及去除途径[J]. 水科学与
工程技术, 2008(1): 51-53
[5] 黄君礼. 饮用水氯化中氯仿形成的动力学模式[J]. 中国给水排水,
2006, 12(5): 73-81
[6] APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater[M ].
Washington, D. C.: Am. Pub. Health. Assoc, 1995.
*[基金项目] 国家水体污染控制与治理科技重大
专项(2009ZX07423-003)
作者通联： 0769-******** 取样点TOC（mg/L）
TOC去除率
（%）
UV254（cm-1）
UV254去除率
（%）
原水 1.877——0.052——
待滤水 1.64312.50.04121.1
石英砂滤池
出水
1.62713.30.04023.1
活性炭滤池
出水
1.32629.30.03434.6
活性无烟煤
滤池出水
1.38726.10.03336.5
表1 非排涝期各工艺单元对TOC与UV254的去除效果