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近年来,水污染日趋复杂,水质标准逐步提升,常规水处理工艺面临挑战。混凝作为常规水处理工艺中重要的一环,在传统处理工艺提升改造中备受关注。强化混凝提升混凝对水中有机物(消毒副产物前驱物)的去除效率,成为重要的控制消毒副产物等微污染物的技术。本文研究臭氧(O3)强化混凝中的一系列关键问题,臭氧与混凝联用过程中臭氧和混凝剂的交互作用是否存在?交互作用表现在哪些方面?对水质可能产生哪些后果? 本研究以 FeCl3和 AlCl3为混凝剂,采用 TOC、紫外差异分析、三维荧光光谱分析以及气相色谱等分析技术,研究O3-铁/铝混凝剂联用(SOC组,O3与混凝剂同时投加)和预O3混凝(POC组,预O3后待水中O3浓度为0后再投加混凝剂)两种作用方式中氧化剂的变化,混凝对有机物去除率及残余有机物结构特征及消毒副产物生成势(DBPFP)的影响及作用机理。结果表明:O3-铁/铝混凝剂联用(SOC组)与预O3后混凝(POC组)作用效果存在显著差异,其间的交互作用的确存在。这种交互作用体现在:臭氧和混凝剂共同作用(SOC组)时,臭氧的存量及次生氧化剂如自由基等的出现及其随混凝剂存量产生相应变化;SOC组和POC组在浊度、有机物去除率,残余有机物结构特征(紫外差异吸收、3D-EEM光谱),消毒副产物生成势(DBPFP)等方面存在明显差异。同时,铁混凝剂和铝混凝剂在交互作用中体现出不同的特征。 O3-铁混凝剂联用时,TOC去除由混凝过程决定。当混凝剂剂量为1,O3剂量为0、1、2时,残余TOC分别为6.39mg·L-1、6.38mg·L-1、6.37mg·L-1,而当提高混凝剂剂量到3时,O3剂量为0、1、2,残余TOC量分别为4.59mg·L-1、4.53mg·L-1、4.25mg·L-1。SOC组O3混凝剂间的交互作用随混凝剂增加而增强。当O3混凝剂投量为1-1时,POC组对TOC的去除率为21.4%,SOC组TOC的去除率为24.14%。O3混凝剂投量为1-3时,POC组TOC的去除率为37.46%,SOC组TOC的去除率为45.49%,混凝剂剂量增加,SOC组和POC组间作用差异增大。 O3-铝混凝剂联用时,对于HAAs的控制,应考虑O3对其生成势的不利影响。当O3混凝剂剂量为1-3时,SOC组HAAFP为40.61μg·L-1,保持混凝剂剂量不变增加O3剂量,2-3时,HAAFP为60.37μg·L-1。若目标物是THMs,O3剂量对其去除效果影响不大。当O3混凝剂剂量为1-3时,SOC组THMFP为90.23μg·L-1,保持混凝剂剂量不变增加O3剂量,2-3时,THMFP为93.22μg·L-1。 O3分别与铁混凝剂和铝混凝剂联用时,对有机物变化表现出不同的作用。表现为O3铁混凝剂联用时SOC组去除TOC有效,O3铝混凝剂联用时POC组去除TOC有效。O3-铁混凝剂联用,SOC组TOC去除率为24.02%,POC组TOC去除率为21.4%;O3-铝混凝剂联用,SOC组TOC去除率为37.41%,POC组TOC去除率为44.31%铁混凝剂对 HAAs和 THMs的控制较铝混凝剂更有效。O3-铁混凝剂联用时,SOC组HAAs和THMs的生成势分别为66.94μg·L-1和112.7μg·L-1,POC组为60.65μg·L-1和104.91μg·L-1;O3-铝混凝剂联用时,SOC组 HAAs和 THMs的生成势分别为76.46μg·L-1和117.35μg·L-1,POC组为68.65μg·L-1和107.96μg·L-1。