本发明专利技术公开了一种确定饮用水强化混凝处理中溶解性有机物(DOM)最大去除率、混凝剂投药量及出水pH值的方法。首先，对原水水质进行一系列表征(检测原水溶解性有机碳、碱度、pH值三个常规指标，以及对原水DOM进行化学分级，得到DOM各个化学分级组分的百分率)。然后，将原水水质表征的相关数据输入三套预测模型，通过计算分别预测出原水经过四种混凝剂的强化混凝处理后可达到的DOM最大去除率，以及所需的混凝剂投药量和出水pH值。本发明专利技术提供的方法适用于无人为pH值调控的饮用水强化混凝处理工艺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于饮用水处理
，涉及一种。
技术介绍
近年来，随着饮用水污染的加剧和对消毒副产物的认识，有机污染物的去除已成为当前国内外饮用水处理中突出的问题。众所周知，饮用水处理中DOM的去除是一个重要课题，这不仅是因为DOM复杂的构成，而且因为DOM的存在所带来的一些问题，比如造成饮用水的色度和臭味，支持细菌再生长，与氯消毒剂反应从而降低其浓度，与氯反应产生消毒副产物(如三卤甲烷、卤乙酸和其他含氯有机物)，以及与金属离子络合从而增加混凝剂的用量。混凝是饮用水处理工艺中得到广泛应用的最关键环节之一，而混凝技术的研究在环境科学领域也具有十分重要的地位。随着人们对消毒副产物及有机污染物的认识，混凝的目的逐渐从浊度的去除转移到水体中有机物的最大去除，有机物去除研究成为当前混凝领域研究的热点。强化混凝，指水处理常规混凝处理过程中，在保证浊度去除效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现有机物(相应的也即DBPs前驱物)最大去除的工艺过程。其已被美国环保局在消毒副产物规则(D/DBPR)第一阶段列为DOM去除的最可行技术。近些年来，大量DOM表征技术被提出，树脂吸附作为化学分级的一项有效技术被广泛应用于DOM化学性质的表征中。通常采用XAD-8 (或DAX-8)和XAD-4这两种树脂，将DOM分级成憎水性和亲水性两类分级组分，即通常所说的腐殖质/非腐殖质分布。对DOM强化混凝去除过程的定量描述一直是饮用水混凝处理领域的一个重要目标，近些年来，已有一些针对DOM强化混凝去除模型的研究工作被报道，提出了一些经验和半经验模型，这些模型的建立或者基于没有理论基础的回归分析和人工神经网络(ANN)，或者基于一定的理论基础，如Langmuir吸附等温式。但是，这些模型大多是针对有人工pH值调控的强化混凝工艺，而我国饮用水厂和国外大部分饮用水厂中强化混凝工艺均未进行人工PH值调控，针对此类强化混凝工艺的模型鲜有报道。此外，这些模型大多只是预测DOM的去除率，对于投药量和PH值的预测模型也鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种确定饮用水强化混凝处理中溶解性有机物最大去除率、混凝剂投药量及出水PH值的方法。本专利技术提供的确定饮用水处理中溶解性有机物最大去除率、混凝剂投药量及出水pH值的方法，可包括如下步骤(I)取原水水样；检测原水水样的溶解性有机物含量，以溶解性有机碳(DOC)计，即DOCci ;检测原水水样的碱度，即Alkalinityci ;检测原水水样的pH值，即PHci ;检测原水水样中强憎水性物质(SHoM)在溶解性有机物(DOM)中所占的百分比，即SHoM% ；(2)通过模型甲得到原水分别经四种混凝剂强化混凝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；通过模型乙得到达到溶解性有机物最大去除率时所述混凝剂的投药量；通过模型丙得到达到溶解性有机物最大去除率时的出水PH值；所述四种混凝剂为FeCl3、Al2(SO4)3、聚合氯化铝(PACl)和高效聚合氯化铝(HPAC)；所述模型甲由如下式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)和式(1-4)组成DOM Removal %FeCl3 = Aal + Bal x SHoM%(I-I);DOM Removal %Al2(S04)3 = Abl + Bbl x SHoM%(1-2); DOM Removal % PAC1 = Acl+Bcl X SHoM% (1-3)；DOM Removal % HPAC = Adl+Bdl X SHoM% (1-4) ； DOM Removal %FeCl3为原水经FeCl3处理后达到的溶解性有机物最大去除率；DOM Removal %Al2(So4)3为原水经Al2 (SO4) 3处理后达到的溶解性有机物最大去除率；D0M Removal % PAC1为原水经聚合氯化铝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；D0M Removals HPA。为原水经高效聚合氯化铝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；所述模型乙由如下式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)和式(2-4)组成DosageFeCl3 =(2-1)；A4a X (I - exp(- B4a X DOC0 x (Aal + Bal x SHoM%)x Alkalinity0))DosageAl2(S04)3 =(2-2)；A4b x (I — exp(— B4b x DOC0 x (Abl + Bbl x SHoM%)x Alkalinity0))DosagePAC1 = A4cX (I -exp (-B4c X DOC0 X (Acl+Bcl X SHoM % ))) (2-3)；DosageHPAC = A4dX (I-exp (-B4dXDOC0X (Adl+BdlXSHoM% ))) (2-4)；DosageFeGl3为达到溶解性有机物最大去除率时FeCi3的投药量；DosageAl2⑶4)3为达到溶解性有机物最大去除率时Al2 (So4) 3的投药量；DosagePAC1为达到溶解性有机物最大去除率时聚合氯化铝的投药量；DosageHPAC为达到溶解性有机物最大去除率时高效聚合氯化铝的投药量；所述模型丙由如下式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)和式(3-4)组成pHFeC1 =Ada+Bda X Inf-Alkalimty0-_1(3_1); 3^DOC0 X (Aal + Bal X SHoM%)J”_ , (Alkalinity。)0、P Ai2(SO4)3 - * + db x n D0C0 x (Abl + Bbl x SHoM%)y，pHPAC1 = Adc+BdcX In (Alkalinity0XpH0) (3-3)；rnnocn nH - A +R vAri AlkalinityQ xpHQ(3_4).L0029」 PHhpac - Add +Bdd xln ——— y- —A/r0/\^，Iv DOC0 x (Adl + Bdl x SHoM%)JpHFeCl3为采用FeCl3达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；PHA12(SQ4)3为采用Al2 (SO4) 3达到溶解性有机物最大去除率时的出水PH值；PHpac1为采用聚合氯化铝达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；PHhpac为采用高效聚合氯化铝达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；Aal = 0. 073，Bal = I. 045，Abl = -0. 034，Bbl = 0. 946，Acl = -0. 106，Bcl = 0. 945，Adl=-0. 089，Bdl = 0. 920 ；A4a = 5. 503，B4a = 0. 009，A4b = 4. 298，B4b = 0. 015，A4c = 3. 854，B4c = 0. 791, A4d = 3. 100,B4d = 0. 863 ；Ada = 2. 959,Bda = 0. 765, Adb = 3. 875,Bdb = 0. 573，Adc = 3. 926，Bdc = 0. 565，Add = 4. 865，Bdd = 0. 359。所述强憎水性物质为憎水碱、憎水中性有机物和憎水酸。所述SHoM% =憎水碱占本文档来自技高网...
【技术保护点】
确定饮用水处理中溶解性有机物最大去除率、混凝剂投药量及出水pH值的方法，包括如下步骤：(1)取原水水样；检测原水水样的溶解性有机物含量，以溶解性有机碳计，即DOC0；检测原水水样的碱度，即Alkalinity0；检测原水水样的pH值，即pH0；检测原水水样中强憎水性物质在溶解性有机物中所占的百分比，即SHoM％；(2)通过模型甲得到原水分别经四种混凝剂强化混凝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；通过模型乙得到达到溶解性有机物最大去除率时所述混凝剂的投药量；通过模型丙得到达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；所述四种混凝剂为FeCl3、Al2(SO4)3、聚合氯化铝和高效聚合氯化铝；所述模型甲由如下式(1？1)、式(1？2)、式(1？3)和式(1？4)组成：DOMRemoval%FeCl3=Aa1+Ba1×SHoM%---(1-1);DOMRemoval%Al2(SO4)3=Ab1+Bb1×SHoM%---(1-2);DOM？Removal％PACl＝Ac1+Bc1×SHoM％？？？？(1？3)；DOM？Removal％HPAC＝Ad1+Bd1×SHoM％？？？？(1？4)；为原水经FeCl3处理后达到的溶解性有机物最大去除率；为原水经Al2(SO4)3处理后达到的溶解性有机物最大去除率；DOM？Removal％PACl为原水经聚合氯化铝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；DOMRemoval％HPAC为原水经高效聚合氯化铝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；所述模型乙由如下式(2？1)、式(2？2)、式(2？3)和式(2？4)组成：DosageFeCl3=(2-1);A4a×(1-exp(-B4a×DOC0×(Aa1+Ba1×SHoM%)×Alkalinity0))DosageAl2(SO4)3=(2-2);A4b×(1-exp(-B4b×DOC0×(Ab1+Bb1×SHoM%)×Alkalinity0))DosagePACl＝A4c×(1？exp(？B4c×DOC0×(Ac1+Bc1×SHoM％)))？？？？(2？3)；DosageHPAC＝A4d×(1？exp(？B4d×DOC0×(Ad1+Bd1×SHoM％)))？？？？(2？4)；为达到溶解性有机物最大去除率时FeCl3的投药量；为达到溶解性有机物最大去除率时Al2(SO4)3的投药量；DosagePACl为达到溶解性有机物最大去除率时聚合氯化铝的投药量；DosageHPAC为达到溶解性有机物最大去除率时高效聚合氯化铝的投药量；所述模型丙由如下式(3？1)、式(3？2)、式(3？3)和式(3？4)组成：pHFeCl3=Ada+Bda×ln(Alkalinity0DOC0×(Aa1+Ba1×SHoM%))---(3-1);pHAl2(SO4)3=Adb+Bdb×ln(Alkalinity0DOC0×(Ab1+Bb1×SHoM%))---(3-2);pHPACl＝Adc+Bdc×ln(Alkalinity0×pH0)？？？？(3？3)；pHHPAC=Add+Bdd×ln(Alkalinity0×pH0DOC0×(Ad1+Bd1×SHoM%))---(3-4);为采用FeCl3达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；为采用Al2(SO4)3达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；pHPACl为采用聚合氯化铝达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；pHHPAC为采用高效聚合氯化铝达到溶解性有机物最大去除率时的出水pH值；Aa1＝0.073，Ba1＝1.045，Ab1＝？0.034，Bb1＝0.946，Ac1＝？0.106，Bc1＝0.945，Ad1＝？0.089，Bd1＝0.920；A4a＝5.503，B4a＝0.009，A4b＝4.298，B4b＝0.015，A4c＝3.854，B4c＝0.791，A4d＝3.100，B4d＝0.863；Ada＝2.959，Bda＝0.765，Adb＝3.875，Bdb＝0.573，Adc＝3.926，Bdc＝0.565，Add＝4.865，Bdd＝0.359。FDA0000060242920000013.tif,FDA0000060242920000014.tif,FDA00...
【技术特征摘要】
1.确定饮用水处理中溶解性有机物最大去除率、混凝剂投药量及出水PH值的方法，包括如下步骤 (1)取原水水样；检测原水水样的溶解性有机物含量，以溶解性有机碳计，即DOCtl;检测原水水样的碱度，即Alkalinityci ;检测原水水样的pH值，即PHtl ;检测原水水样中强憎水性物质在溶解性有机物中所占的百分比，即SHoM% ； (2)通过模型甲得到原水分别经四种混凝剂强化混凝处理后达到的溶解性有机物最大去除率；通过模型乙得到达到溶解性有机物最大去除率时所述混凝剂的投药量；通过模型丙得到达到溶解性有机物最大去除率时的出水PH值；所述四种混凝剂为FeCl3、Al2 (SO4) 3、聚合氯化铝和高效聚合氯化铝； 所述模型甲由如下式(H)、式(1-2)、式(1-3)和式(1-4)组成 DOM Removal %FeCl3 =Aal +Bal x SHoM%(1-1)； DOM Removal %Al2(SQ4)3 = Abl + Bbl x SHoM%(1~2)；DOM Removal % PAC1 = Acl+Bcl X SHoM% (1-3)；DOM Removal % HPAC = Adl+Bdl X SHoM% (1-4)； DOM Removal %^13为原水经FeCi3处理后达到的溶解性有机物最大去除率； DOM Removal %^(3。413为原水经Al2 (SO4) 3处理后达到的溶解性有机物最大去除率； DOM Removal % PAC1为原水经聚合氯化铝处理后达到的溶解性有机物最大去除率； DOMRemoval % HPAC为原水经高效聚合氯化铝处理后达到的溶解性有机物最大去除率； 所述模型乙由如下式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)和式(2-4)组成Dosage FeCl3 =(2-1)；A4a x (l - exp(- B4a x DOC0 x (Aal + Bal x SHoM%)x Alkalinity0))DosageAl2(S04)3 =(2-2)；A4b x (I — exp(- B4b x DOC0 x (Abl + Bbl x SHoM%) x Alkalinity0))DosagePAC1 = A4cX (I-exp (-B4cXDOC0X (Acl+B...
【专利技术属性】
技术研发人员：王东升，解建坤，陈禹，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，北京万水净水剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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