突發(fā)自然災(zāi)害應(yīng)急飲用水反滲透處理工藝研究

郭慶齡，趙麗芹，甘樹，徐百龍，王鑫陽，楊岳平*

(1.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院， 浙江 杭州 310058； 2. 浙江至美環(huán)境科技有限公司， 浙江 杭州 310030)

2.3.5 反滲透工藝對(duì)其他特殊有機(jī)污染物的去除效果

反滲透工藝對(duì)其他特殊有機(jī)污染物的去除效果如表9所示.

突發(fā)自然災(zāi)害應(yīng)急飲用水反滲透處理工藝研究

郭慶齡1，趙麗芹1，甘樹2，徐百龍2，王鑫陽2，楊岳平1*

(1.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院， 浙江 杭州 310058； 2. 浙江至美環(huán)境科技有限公司， 浙江 杭州 310030)

以反滲透作為主體工藝進(jìn)行突發(fā)自然災(zāi)害應(yīng)急水處理工藝研究，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，反滲透工藝對(duì)濁度、CODMn、氨氮和鹽類物質(zhì)的平均去除率分別達(dá)99%，90%，87%和96%.對(duì)鎘、鉛、鎳、銅4種常見重金屬離子的去除效果顯著，平均去除率分別達(dá)96%，97%，96.5%，96%.對(duì)乙苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、2,4,6-三氯酚、三氯乙酸、三氯乙醛以及樂果、滅草松、草甘膦、敵敵畏、百菌清、毒死蜱6種典型農(nóng)藥的去除效果較好，平均去除率分別達(dá)98.51%，98.46%，97.84%，99.03%，99.11%，99.56%，99.24%，99.29%，99.16%，99.98%，99.95%，99.76%，99.61%，99.67%；對(duì)三氯甲烷、三溴甲烷、苯酚、苯乙烯的去除效果一般，平均去除率分別為73.43%，86.03%，72.64%，63.31%；對(duì)苯、二氯甲烷、甲醛的去除效果較差，平均去除率分別為44.36%，17.57%，8.37%.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)急水源地水質(zhì)建議性標(biāo)準(zhǔn)，為突發(fā)性水污染反滲透處理工藝的實(shí)際應(yīng)用提供了參考依據(jù).

突發(fā)自然災(zāi)害；應(yīng)急飲用水；反滲透；常規(guī)污染物；重金屬；有毒有害有機(jī)物

地震、臺(tái)風(fēng)、洪澇、泥石流等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，飲用水水源容易被污染，供水系統(tǒng)也會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致生活飲用水供給難以保障[1]，嚴(yán)重威脅著災(zāi)區(qū)居民的身體健康，如2008年汶川地震、南方特大暴雨后出現(xiàn)的飲用水安全保障問題[2].因突發(fā)自然災(zāi)害條件下水源地污染具有突發(fā)性、不確定性、擴(kuò)散性[3-5]、污染物類型復(fù)雜多變等特點(diǎn),目前國內(nèi)對(duì)于應(yīng)急水源地水質(zhì)也缺少相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn).為此，開展突發(fā)自然災(zāi)害條件下應(yīng)急飲用水處理工藝研究具有重大意義.

目前，突發(fā)自然災(zāi)害應(yīng)急飲用水處理方法主要有活性炭吸附、混凝、化學(xué)沉淀、離子交換、超濾、反滲透等.膜處理技術(shù)與常規(guī)水處理工藝相比，具有工藝效率高、安全性好、易控制、工藝簡(jiǎn)潔、水質(zhì)好以及設(shè)備體積小、重量輕、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)[6-9].將基于膜的水處理技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)急救災(zāi)已成為一種趨勢(shì)，Norit、K? cher Futuretech、Berkefeld、HTI、Siemens、Veolia、GE Zenon等公司都為賑災(zāi)提供過應(yīng)急水處理系統(tǒng).

超濾主要去除水體中的濁度、細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，無法去除重金屬離子及溶解性有機(jī)污染物，而反滲透工藝雖可有效去除大部分重金屬及有毒有害有機(jī)物，但對(duì)某些污染物的去除效率并不高，原水中污染物濃度的高低對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)也有較大影響.因此，在突發(fā)自然災(zāi)害、水源地水質(zhì)受到污染的條件下，反滲透工藝并不能確保產(chǎn)水達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).本研究以反滲透為應(yīng)急飲用水處理工藝，根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中相關(guān)指標(biāo)的要求，選取濁度、CODMn、氨氮和TDS 4種常規(guī)污染物，鎘、鉛、鎳、銅4種常見重金屬以及21種典型的有毒有害有機(jī)物作為檢測(cè)對(duì)象，考察反滲透在不同進(jìn)水濃度條件下的產(chǎn)水水質(zhì)及處理效率，在此基礎(chǔ)上，提出基于反滲透工藝的應(yīng)急水源地污染物限值指標(biāo).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)對(duì)象

本實(shí)驗(yàn)以模擬微污染原水作為試驗(yàn)用水，采用超濾作為預(yù)處理，以反滲透作為主體工藝進(jìn)行試驗(yàn).

(1) 高濁度微污染原水： 通過調(diào)研可知河水濁度變化較大，氨氮在0～3 mg·L-1, CODMn在0～15 mg·L-1.因此，試驗(yàn)取河水投加生活污水、底泥模擬配制高濁度微污染原水，試驗(yàn)水質(zhì)參數(shù)如表1所示.

表1 高濁度微污染水水質(zhì)

Table 1 The water quality of high turbidity for experiments

(2) 模擬重金屬微污染原水： 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中鎘、鉛、鎳、銅離子的標(biāo)準(zhǔn)限值分別為0.005，0.01，0.02和1.0 mg·L-1.在應(yīng)急處理技術(shù)上通常按照污染指標(biāo)超標(biāo)50倍做預(yù)案[10-11]，因此，試驗(yàn)用水重金屬污染程度設(shè)立3個(gè)梯度： 超標(biāo)10倍以下、超標(biāo)20～35倍、超標(biāo)40～50倍，模擬突發(fā)污染事件中受污染的水供試驗(yàn).

(3) 模擬有機(jī)物微污染原水： 參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)配制不同超標(biāo)倍數(shù)的模擬污染水，設(shè)立3個(gè)梯度： 超標(biāo)5倍以下、超標(biāo)5～20倍、超標(biāo)20倍以上.由于受有機(jī)物溶解性限制并結(jié)合實(shí)際突發(fā)性污染狀況中有機(jī)物濃度，試驗(yàn)配制較低超標(biāo)倍數(shù)污染水，試劑進(jìn)水濃度以試驗(yàn)中實(shí)測(cè)值為準(zhǔn).

1.2 試驗(yàn)試劑

試驗(yàn)過程中使用的主要試劑如表2所示.

1.3 試驗(yàn)裝置

自制反滲透應(yīng)急飲用水處理裝置工藝流程如圖1所示.超濾膜選用中空纖維聚丙烯膜材料，截留分子量50 000～80 000，使用壓力0.1～0.3 MPa.采用ULP21-4021超低壓復(fù)合反滲透膜元件進(jìn)行反滲透，可在超低操作壓力條件下達(dá)到和常規(guī)低壓膜同樣的高水通量和高脫鹽率，運(yùn)行壓力約為常規(guī)低壓復(fù)合膜運(yùn)行壓力的 61%，平均產(chǎn)水量3.6 m3·d-1，有效膜面積3.3 m3.在化學(xué)清洗階段，根據(jù)各處理單元進(jìn)水水質(zhì)情況向產(chǎn)水中加入化學(xué)清洗劑對(duì)膜進(jìn)行浸泡和沖洗，由于該裝置主要針對(duì)應(yīng)急水處理，進(jìn)水水質(zhì)具有污染物類型復(fù)雜多變的特點(diǎn)，因此膜的使用壽命為2～3年，低于普通應(yīng)用中4～5年的使用壽命.

圖1 試驗(yàn)裝置工藝流程圖Fig.1 Flow diagram of experiment process

表2 主要試驗(yàn)試劑

Table 2 The reagent for experiments

1.4 試驗(yàn)方法

以模擬污染水為原水，采用反滲透應(yīng)急飲用水處理裝置進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為24～28 ℃、控制操作壓力為1.0 MPa，每次運(yùn)行3 h，每30 min取一次水樣，每次運(yùn)行之后進(jìn)行清洗.取樣點(diǎn)分別在原水處和反滲透膜出水處，測(cè)定處理前后水樣中污染物濃度，在測(cè)定UV254、氨氮、鎘、鉛、鎳、銅及有機(jī)物濃度等指標(biāo)時(shí)，水樣需經(jīng)過孔徑為 0.45 μm的膜進(jìn)行過濾.以《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)作為出水水質(zhì)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測(cè)方法如表3所示.

2 結(jié)果與討論

2.1 反滲透工藝對(duì)常規(guī)污染物的去除效果

在應(yīng)急水處理中同時(shí)要考慮到地表水質(zhì)情況，因此，試驗(yàn)首先考察了以超濾作為預(yù)處理的反滲透工藝對(duì)常規(guī)污染物的去除效果，主要考察的污染指標(biāo)有： 濁度、CODMn、氨氮和TDS.

《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定濁度、CODMn、氨氮的限值分別為1 NTU，3 mg·L-1，0.5 mg·L-1.當(dāng)進(jìn)水濁度為5.0～49.9 NTU時(shí)，反滲透產(chǎn)水濁度去除率可達(dá)99%以上.當(dāng)進(jìn)水的CODMn為3.5～12.5 mg·L-1時(shí)，反滲透產(chǎn)水CODMn去除率可達(dá)90%以上.當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為0.496～3.289 mg·L-1時(shí)，去除率可達(dá)85%以上.當(dāng)進(jìn)水TDS為203～490 mg·L-1時(shí)，去除率可達(dá) 95%以上.隨著進(jìn)水的濁度、CODMn、TDS變化，產(chǎn)水的濁度、CODMn、TDS變化則較小.可知，反滲透應(yīng)急飲用水處理工藝對(duì)濁度、CODMn、氨氮、TDS 4種常規(guī)污染物的去除效率較高，且效果穩(wěn)定，平均去除率分別可達(dá)99.59%，93.35%，87.22%，96.01%，出水達(dá)標(biāo)，且優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)限值.這主要是因?yàn)檫M(jìn)水經(jīng)超濾預(yù)處理后，大顆粒物質(zhì)、大分子量的有機(jī)物已基本去除，而反滲透膜超細(xì)孔徑(<0.1nm)可有效削減進(jìn)水中有機(jī)物的含量，對(duì)鹽類物質(zhì)也有截留作用.

2.2 反滲透工藝對(duì)重金屬的去除效果

微濾、超濾、納濾、反滲透等膜技術(shù)皆可對(duì)重金屬離子進(jìn)行有效分離，其中反滲透是分離溶解固體最有效的方法，可確保廢水中的重金屬離子基本被去除[12].選擇鎘、鉛、鎳和銅4種重金屬離子為目標(biāo)污染物，設(shè)立3個(gè)濃度梯度： 10倍以下、20～35倍和40～50倍國標(biāo)濃度，以超濾作為預(yù)處理的反滲透工藝考察其對(duì)不同濃度Cd2+、Pb2+、Ni2+、Cu2+的去除效果及產(chǎn)水達(dá)標(biāo)情況.

表3 水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)方法

Table 3 Detection methods of water quality indexes

表4 反滲透對(duì)常規(guī)污染物的去除

Table 4 The removal efficiency of routine pollutants by reverse osmosis

2.2.1 Cd2+去除效果

反滲透工藝對(duì)不同濃度Cd2+的去除效果如圖2所示.

圖2 反滲透水處理工藝對(duì)Cd2+的去除效果Fig.2 The removal efficiency of Cd2+ by reverse osmosis

由圖2可知，當(dāng)進(jìn)水Cd2+濃度分別為國標(biāo)的5倍、30倍、40倍時(shí)，Cd2+的去除率可達(dá)96%以上，反滲透工藝產(chǎn)水Cd2+平均濃度分別為0.000 5, 0.003 3和0.003 8 mg·L-1，可知，進(jìn)水Cd2+濃度為40倍國標(biāo)濃度以下時(shí)，反滲透產(chǎn)水Cd2+<0.005 mg·L-1，可達(dá)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)限值要求.

2.2.2 Pb2+去除效果

反滲透工藝對(duì)不同濃度Pb2+的去除效果如圖3所示.當(dāng)進(jìn)水重金屬Pb2+濃度在國標(biāo)50倍范圍內(nèi)時(shí)，反滲透工藝對(duì)Pb2+的去除率可達(dá)97%以上.當(dāng)進(jìn)水Pb2+超標(biāo)10倍、20倍、50倍時(shí)，反滲透產(chǎn)水Pb2+平均濃度分別為0.000 47，0.004 1，0.007 1 mg·L-1，可知，當(dāng)進(jìn)水Pb2+濃度在國標(biāo)50倍以下時(shí)，反滲透工藝產(chǎn)水Pb2+<0.01 mg·L-1，可達(dá)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)限值要求.

圖3 反滲透水處理工藝對(duì)Pb2+的去除效果Fig.3 The removal efficiency of Pb2+ by reverse osmosis

2.2.3 Ni2+去除效果

圖4 反滲透水處理工藝對(duì)Ni2+的去除效果Fig.4 The removal efficiency of Ni2+ by reverse osmosis

反滲透工藝對(duì)不同濃度Ni2+的去除效果如圖4所示.在進(jìn)水重金屬Ni2+濃度在國標(biāo)50倍范圍內(nèi)時(shí)，反滲透工藝對(duì)Ni2+的去除率可達(dá)96.5%以上.當(dāng)進(jìn)水Ni2+為國標(biāo)5倍濃度時(shí)，反滲透工藝產(chǎn)水中未檢出Ni2+；當(dāng)進(jìn)水Ni2+為30倍國標(biāo)濃度時(shí)，反滲透工藝產(chǎn)水Ni2+平均濃度為0.009 mg·L-1， 可達(dá)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定的Ni2+<0.02 mg·L-1要求；而當(dāng)進(jìn)水Ni2+為50倍國標(biāo)濃度時(shí)，反滲透產(chǎn)水Ni2+濃度為0.026 mg·L-1，未達(dá)到國標(biāo)限值.

2.2.4 Cu2+去除效果

反滲透工藝對(duì)不同濃度Cu2+的去除效果如圖5所示.當(dāng)進(jìn)水重金屬Cu2+濃度在50倍國標(biāo)范圍內(nèi)時(shí)，反滲透工藝對(duì)Cu2+的去除率可達(dá)96%以上.當(dāng)進(jìn)水Cu2+為10倍和20倍國標(biāo)濃度時(shí)，反滲透產(chǎn)水Cu2+平均濃度分別為0.148和0.418 mg·L-1，可達(dá)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中Cu2+<1 mg·L-1的限值要求；但當(dāng)進(jìn)水Cu2+為50倍國標(biāo)濃度時(shí)，反滲透工藝產(chǎn)水Cu2+平均濃度為1.633 mg·L-1，未達(dá)到國標(biāo)限值.

圖5 反滲透對(duì)Cu2+去除效果Fig.5 The removal efficiency of Cu2+ by reverse osmosis

2.3 反滲透工藝對(duì)有毒有害有機(jī)物的去除效果

2.3.1 反滲透工藝對(duì)苯系物類的去除效果

反滲透工藝對(duì)苯系物類的去除效果如表5所示.

表5 反滲透對(duì)苯系物類的去除

Table 5 The removal efficiency of benzene series by reverse osmosis

注—代表進(jìn)水濃度在國際限值以下.

由表5可知，當(dāng)進(jìn)水苯濃度為10倍國標(biāo)限值以下時(shí)，其平均去除率為44.36%，產(chǎn)水未能達(dá)標(biāo)；當(dāng)進(jìn)水乙苯濃度為1.36 mg·L-1，即超標(biāo)3.5倍以下時(shí)，其平均去除率可達(dá)98.51%；當(dāng)進(jìn)水二甲苯濃度為1.554 mg·L-1，即超標(biāo)2.1倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)98.46%.可知反滲透工藝對(duì)苯的去除效果較差，對(duì)乙苯和二甲苯的去除效果較好，產(chǎn)水均能達(dá)標(biāo).這是由于有機(jī)物的分子量越大，反滲透膜對(duì)該有機(jī)物的截留效果越好.

2.3.2 反滲透工藝對(duì)氯代苯類的去除效果

反滲透工藝對(duì)氯代苯類的去除效果如表6所示.在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)水氯苯、1,2-二氯苯和1,4-二氯苯濃度低于國標(biāo)限值時(shí)，雙膜法處理技術(shù)對(duì)其去除率均可達(dá)96%以上；當(dāng)進(jìn)水氯苯、1,2-二氯苯和1,4-二氯苯濃度超出國標(biāo)限值時(shí)，去除率分別可達(dá)97%，98%和99%以上，產(chǎn)水均可達(dá)標(biāo).可知，反滲透處理工藝對(duì)氯苯、1,2-二氯苯和1,4-二氯苯具有顯著的去除效果.

表6 反滲透工藝對(duì)氯代苯類的去除

Table 6 The removal efficiency of chlorinated benzene by reverse osmosis

2.3.3 反滲透工藝對(duì)鹵代脂肪烴類的去除效果

反滲透工藝對(duì)鹵代脂肪烴類的去除效果如表7所示.當(dāng)進(jìn)水中三氯甲烷超標(biāo)0.01倍時(shí)去除率為51.63%，產(chǎn)水達(dá)標(biāo)；當(dāng)進(jìn)水濃度增大時(shí)，去除率隨之增大，但產(chǎn)水均不能達(dá)標(biāo).當(dāng)進(jìn)水三溴甲烷濃度為0.782 mg·L-1即6.8倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)86.03%，產(chǎn)水均能達(dá)標(biāo).在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，二氯甲烷平均去除率為17.49%，產(chǎn)水均未能達(dá)標(biāo).可知，反滲透工藝對(duì)三氯甲烷和三溴甲烷的去除效果一般，不適用于處理高濃度的污染廢水，對(duì)二氯甲烷的去除效果較差.

表7 反滲透對(duì)鹵代脂肪烴類的去除效果

Table 7 The removal efficiency of aliphatic hydrocarbon by reverse osmosis

2.3.4 反滲透工藝對(duì)酚類的去除效果

反滲透工藝對(duì)酚類的去除效果如表8所示.當(dāng)進(jìn)水苯酚濃度為0.003 mg·L-1即超標(biāo)0.6倍時(shí)，去除率為75.00%，產(chǎn)水達(dá)標(biāo)；當(dāng)進(jìn)水濃度超標(biāo)6.0倍時(shí)，去除率達(dá)70.29%，產(chǎn)水達(dá)標(biāo).當(dāng)進(jìn)水2,4,6-三氯酚濃度為6.65 mg·L-1即超標(biāo)32.3倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.40%，產(chǎn)水均能達(dá)標(biāo).可知，反滲透工藝不適用于處理高濃度的苯酚，而對(duì)2,4,6-三氯酚的去除效果顯著，這主要由于苯酚分子量小、親水性強(qiáng)，反滲透膜對(duì)苯酚的截留率較低，而對(duì)一些分子量比苯酚大的酚類化合物則具有更好的截留效果[13].

表8 反滲透工藝對(duì)酚類的去除效果

Table 8 The removal efficiency of phenolic by reverse osmosis

2.3.5 反滲透工藝對(duì)其他特殊有機(jī)污染物的去除效果

反滲透工藝對(duì)其他特殊有機(jī)污染物的去除效果如表9所示.

表9 反滲透工藝對(duì)其他特殊有機(jī)物的去除效果

Table 9 The removal efficiency of other organic pollutants by reverse osmosis

當(dāng)進(jìn)水三氯乙酸濃度為6.62 mg·L-1即超標(biāo)65.2倍以下時(shí)，其平均去除率可達(dá)99.24%，產(chǎn)水達(dá)標(biāo)；當(dāng)進(jìn)水三氯乙醛濃度為0.426 mg·L-1即超標(biāo)41.6倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.29%，產(chǎn)水達(dá)標(biāo)；在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，苯乙烯的平均去除率為63.31%，但產(chǎn)水接近國標(biāo)限值；產(chǎn)水中甲醛均未能達(dá)標(biāo)，其平均去除率僅為8.37%，這主要由于甲醛分子量較小，反滲透膜對(duì)其截留效率低.可知反滲透工藝對(duì)三氯乙酸、三氯乙醛的去除效果較好，對(duì)苯乙烯的去除效果一般，對(duì)甲醛的去除效果較差.

2.3.6 反滲透工藝對(duì)典型農(nóng)藥的去除效果

超濾-反滲透工藝對(duì)典型農(nóng)藥的去除效果如表10所示.當(dāng)進(jìn)水樂果濃度為0.620 mg·L-1即超標(biāo)6.8倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.16%；當(dāng)進(jìn)水滅草松濃度為13.60 mg·L-1即超標(biāo)44.3倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.99%；當(dāng)進(jìn)水草甘膦濃度為48.95 mg·L-1即超標(biāo)70.0倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.70%；當(dāng)進(jìn)水?dāng)硵澄窛舛葹?.021 mg·L-1即超標(biāo)20.0倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.76%；當(dāng)進(jìn)水百菌清濃度為0.242 mg·L-1即超標(biāo)23.2倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.61%；當(dāng)進(jìn)水毒死蜱濃度為0.621 mg·L-1即超標(biāo)6.8倍以下時(shí)，其平均去除率達(dá)99.67%.產(chǎn)水均符合我國飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值要求.可知，反滲透工藝對(duì)試驗(yàn)所選的6種典型農(nóng)藥均有顯著的去除效果.

表10 反滲透工藝對(duì)典型農(nóng)藥的去除效果

Table 10 The removal efficiency of common pesticides by reverse osmosis

2.4 應(yīng)急水水源地水質(zhì)建議值

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，反滲透應(yīng)急飲用水處理工藝可有效處理水中的濁度、CODMn、氨氮和電導(dǎo)率；對(duì)于突發(fā)自然災(zāi)害下的重金屬污染水源，反滲透處理工藝可顯著降低產(chǎn)水中的污染物濃度，減少重金屬離子殘留對(duì)人體造成的危害；對(duì)典型有機(jī)污染物也有明顯的去除效果，且有機(jī)污染物濃度對(duì)反滲透處理工藝的有機(jī)物去除率影響較小.結(jié)合試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)要求，根據(jù)污染物的平均去除率推算應(yīng)急水源地污染物濃度限值的建議值，則基于反滲透工藝的應(yīng)急飲用水水源地水質(zhì)建議值見表11.

3 結(jié) 論

對(duì)濁度、CODMn、氨氮和TDS 4種常規(guī)污染物，鎘、鉛、鎳、銅4種常見重金屬以及21種典型的有毒有害有機(jī)物進(jìn)行模擬污染水處理效果試驗(yàn)，考察反滲透工藝對(duì)突發(fā)性水污染的處理效果，得到：

3.1在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，反滲透處理工藝對(duì)濁度、CODMn、氨氮和TDS的平均去除率分別可達(dá)99.59%，93.35%，87.22%，96.01%.

表11 基于反滲透工藝的應(yīng)急飲用水水源地水質(zhì)建議值

Table 11 The concentration limit of pollutant of drinking water source in emergency by reverse osmosis

3.2在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，反滲透處理工藝對(duì)鎘、鉛、鎳、銅4種常見重金屬離子的去除效果顯著，平均去除率分別達(dá)96%，97%，96.5%，96%以上；當(dāng)進(jìn)水Cd2+為40倍國標(biāo)濃度、Pb2+為50倍國標(biāo)濃度、Ni2+為30倍國標(biāo)濃度、Cu2+為20倍國標(biāo)濃度時(shí)，產(chǎn)水均可達(dá)到國標(biāo)限值要求，但當(dāng)進(jìn)水Ni2+為50倍國標(biāo)濃度、Cu2+為50倍國標(biāo)濃度時(shí)，產(chǎn)水則未能達(dá)標(biāo)，需進(jìn)行深度處理.

3.3在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，反滲透處理工藝對(duì)乙苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、2,4,6-三氯酚、三氯乙酸、三氯乙醛以及樂果、滅草松、草甘膦、敵敵畏、百菌清、毒死蜱6種典型農(nóng)藥的去除效果較好，平均去除率分別達(dá)98.51%，98.46%，97.84%，99.03%，99.11%，99.56%，99.24%，99.29%，99.16%，99.98%，99.95%，99.76%，99.61%，99.67%；對(duì)三氯甲烷、三溴甲烷、苯酚、苯乙烯的去除效果一般，平均去除率分別為73.43%，86.03%，72.5%，63.31%；對(duì)苯、二氯甲烷、甲醛的去除效果較差，平均去除率分別為44.36%，17.57%，8.37%，建議采用其他工藝處理或?qū)Ξa(chǎn)水進(jìn)行深度處理.

3.4基于反滲透處理工藝對(duì)不同污染物的平均去除率，提出應(yīng)急水源地水質(zhì)建議性標(biāo)準(zhǔn)(見表11)，以為反滲透處理工藝裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考依據(jù).

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GUO Qingling1, ZHAO Liqin1, GAN Shu2, XU Bailong2, WANG Xinyang2, YANG Yueping1

(1.CollegeofEnvironmental&ResourceSciences,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China; 2.ZhejiangChimeyEnvironmentScience&TechnologyCo.Ltd.,Hangzhou310030,China)

Studyonreverseosmosisfordrinkingwaterpurificationinsuddennaturaldisasteremergency.Journal of Zhejiang University (Science Edition)，2017，44(6)： 666-674

Reverse osmosis as the main process was studied for water purification in an emergency. The technology of reverse osmosis was proven to have a significant effect in the removal of turbidity, CODMn, NH3-N and conductivity whose average removal rates were over 99%, 90%, 87% and 96%, respectively. The process was proven to be extremely effective in the removal of Cd2+,Pb2+,Ni2+and Cu2+whose removal rates were all over 96%. The process had an even better performance when it came to the removal of ethyl benzene, xylene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, paracide, trichlorophenol, tricholoroacetic acid, chloral, dimethoate, bentazone, glyphosate, dichlorvos, chlorothalonil, and chlorpyrifos, and the corresponding average removal rates were 98.51%, 98.46%, 97.84%, 99.03%, 99.11%, 99.56%, 99.24%, 99.29%, 99.16%, 99.98%, 99.95%, 99.76%, 99.61%, 99.67%, respectively. However, the removal of chloroform, bromoform, phenol and styrene were relatively less effective, and the average removal efficiency were 73.43%, 86.03%, 72.64%, 63.31%, respectively. The removal efficiency of benzene, methylene chloride and formaldehyde with the reverse osmosis were even lower, which were 44.36%, 17.57%, 8.37%, respectively. Based on the experimental data, a suggested water quality standard for raw water was proposed as a reference for the application of reverse osmosis in emergency water treatment.

sudden natural disaster; emergency water; reverse osmosis; routine pollutants; heavy metal; toxic organics

2016-12-21.

國家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目 (2014BAK13B03).

郭慶齡(1993—)，ORCID: http://orcid.org/0000-0002-8210-0325，女，碩士研究生，主要從事應(yīng)急飲用水處理研究.

*通信作者，ORCID: http://orcid.org/0000-0002-9813-3594，E-mail：yyuep@zju.edu.cn.

10.3785/j.issn.1008-9497.2017.06.005

X 131.2

A

1008-9497(2017)06-666-09