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大分子天然有机物对水质的影响
点击次数:272 发布时间:2015-02-28

    天然有机物是动植物自然循环代谢过程中形成的中间产物,其中主要是腐殖质,它们是一类含有酚羟基、羟基、醇羟基等多种官能团的大分子缩合物质,其分子量一般为300u到30000u。通常根据腐殖质在酸和碱溶液中的溶解度将其分为三个部分:1)腐殖酸,溶于碱溶液但酸化后可沉淀;2)富里酸,既溶于酸溶液也溶于碱溶液;3)胡敏素,既不溶于酸溶液也不溶于碱溶液。三个部分在结构上相似,但在分子量和官能团含量上有差别。相对于腐殖酸和胡敏素而言,富里酸的分子量较小并含有更多的亲水官司能团。腐殖质本身对人体无害,但由于其表面含有多种官能团,能够与水中金属离子络合,影响水处理效果。有机物可吸附在胶体颗粒表面,形成有机保护膜,不但使胶体表面电荷密度增加,而且阻碍了胶体颗粒间的结合。这是由于有机物一般带有较高的表面电荷,如富里酸的表面电荷密度(10C/mgDOC~15C/mgDOC)远高于粘土颗粒(0.1C/mg~1.0C/mg)[1]。据报道[2],当高岭土或硅氧化物吸附5mg/L~10mg/L腐殖酸后,其在水中的稳定性提高1倍,或混凝过程中碰撞效率降低1倍;此种影响随有机物浓度升高或溶液pH值降低而更加显著。    

    水中有机物对胶体保护作用导致混凝剂投量大幅度提高。Edzwald[1]基于富里酸与无机颗粒所带电荷量的差异,指出如果向某个含有10mg/L无机胶体悬浮中加入3mg/L富里酸,混凝剂投量需增加6倍才能使之脱稳。姚重华和严煦世[3]通过试验测定,如果粘土悬浮液中的富里酸浓度增加3mg/L(以TOC计),硫酸铝投量将增加5.3倍;如果富里酸浓度增加7mg/L(以TOC计),硫酸铝投量须增加到原来的10.2倍才能达到同样的混凝结果。    

    水中有机物浓度高使混凝剂药耗增大、制水成本升高。由于我国多数水厂采用的是铝混凝剂,造成出厂水中铝离子浓度过高,影响居民的身体健康(据报道,过量摄取铝导致神经纤维缠结的病变,也可抑制胃液和胃酸的分泌,使胃蛋白酶活性下降)。    

    此外,由于天然有机物在水中含量较高(mg/L数量级),会与加入的水处理药剂(如消毒剂CI2、O3等)作用,转化为有害的有机物或中间产物。

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