摘要：文章根據(jù)龍子祠泉水揮發(fā)酚超標這一事例，對這一超標現(xiàn)象進行了去除試驗并作了相關報告。

關鍵詞：泉水；超標；試驗

中圖分類號：O657.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-8136(2009)23-0096-02

臨汾市自來水公司主要采用呂梁山東麓西平山腳下的龍子祠泉排泄形成的地表水作為城市供水主水源，日采水量為6萬t，該泉在流經(jīng)巖層過程中懸浮物和膠體雜質(zhì)被大部分截留，故出水水質(zhì)清澈，水質(zhì)水溫比較穩(wěn)定。泉水因溶解了巖層中的礦物質(zhì)，含鹽量較高，總硬度在540 mg/L(以CaCO3計)左右。

從2006年3月起，本公司發(fā)現(xiàn)龍子祠泉水揮發(fā)酚超標，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)波動范圍為0.004 mg/L-0.01 mg/L，高于2006國家頒布的《城市供水水質(zhì)標準》(CJT206－2005)中苯酚含量不得超過0.002mg/L的規(guī)定，隨即，本公司組織技術科、凈水廠、水質(zhì)科等科室技術骨干。在太原理工大學有關專家的指導下，就龍子祠泉水超標現(xiàn)象進行了去除試驗，報告如下：

1 氧化劑的選擇

水中酚類化合物按其能否與水蒸氣一起蒸出分為揮發(fā)性酚和不揮發(fā)性酚兩類：一元酚除對硝基酚外，如酚及各種甲酚、二元酚、氯酚及硝基酚等沸點均在230°以下，多屬于揮發(fā)酚；二元酚及三元酚多屬于不揮發(fā)酚。生活飲用水標準中所指的揮發(fā)酚測定結果均以苯酚計算。

本實驗采用高錳酸鉀與活性炭粉末聯(lián)用處理揮發(fā)酚超標現(xiàn)象，只所以采用高錳酸鉀而不是其他氧化劑，主要是因為：①采用氯氣預氧化處理原水，雖有效果，但氯氣會與水中某些有機和無機成分反應，生成一系列鹵代有機副產(chǎn)物，對人體健康構成潛在的威脅，特別是傳統(tǒng)的預氯化工藝，生成的氯化副產(chǎn)物濃度更高，所以本實驗不采用。②臭氧預氧化原水一是成本高，二是臭氧在氧化過程中會產(chǎn)生如甲醛、溴酸鹽等潛在致癌物質(zhì)，故本實驗同樣不采納。③采用高錳酸鉀作為預氧化劑，可以有效破壞水中揮發(fā)酚物質(zhì)的有機結構，它所形成的新生態(tài)水合二氧化錳還能夠吸附水中的藻類，如與粉末活性炭聯(lián)用，不僅可以吸附部分有害的氧化中間產(chǎn)物，活性炭還可以還原水中過量的高錳酸鉀，避免水中錳濃度過高。

此外，高錳酸鉀還對水中藻類有很好的去除作用。

2 實驗原理

采用高錳酸鉀和活性炭粉末聯(lián)用?？梢匀〉脜f(xié)同效應，除污效果大于兩者單獨使用之和。原因主要是：①在高錳酸鉀作用下，水中易被氧化的苯酚分子在活性炭表面發(fā)生氧化聚合，提高了活性炭的吸附量；②高錳酸鉀在氧化過程中被活性炭等還原性物質(zhì)還原成遇有氧化性和吸附活性的新生態(tài)水合二氧化錳，對苯酚的吸附與氧化作用及對高錳酸鉀氧化苯酚反應的催化作用，從而提高了對苯酚的去除效率。

3 實驗儀器

電爐、250mL全玻璃蒸餾瓶、721分光光度計、50mL具塞比色管、分析天平、酸度計、六聯(lián)定時變速攪拌器、溫度計、WGZ-20散射光濁度儀。

4 藥劑

0.1％高錳酸鉀溶液；0.4％液態(tài)活性炭粉末；無酚水；10％硫酸銅溶液；0.05甲基橙指示液；酚標準溶液：1.00g/L(苯酚計)，購買國家標準物質(zhì)中心生產(chǎn)的酚標準溶液；酚標準應用溶液為臨用前用無酚水稀釋成1.00 g/mL；氫氧化鈉溶液(2 mol/L)；4-氨基安替比林溶液(20 g/L)，臨用新配：鐵氰化鉀溶液(80 g/L)，臨用新配：氨水－氯化銨緩沖溶液(pH=9.8)：20 g氯化銨，溶于100mL氨水中。

5 實驗步驟

5.1 揮發(fā)酚標準曲線方程的推算

揮發(fā)酚的測定方法參考GB7490－87。采用4－氨基安替比林分光光度法，取7只50 Inl比色管加入酚標準使用液(1.00 g/mL)0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0 mL，再添加無酚水至50 ml。向標準比色管中加入0.5ml氨水－氯化銨液，搖勻。準確加入1.0 ml 4－氨基安替比林溶液(20 g/L)混合均勻后再準確加入1.0ml鐵氰化鉀溶液(80g/L)，混合均勻后靜放10min于510 nm處用3 cm比色皿。以無酚水作參比測定吸光度。經(jīng)空白校正后，繪制吸光度對苯酚含量對應見表1。

5.2 原水揮發(fā)酚的測定

取水樣1 000ml兩份。用40％NaOH調(diào)節(jié)pH至12以上。于電爐上蒸發(fā)濃縮至50 mL時，放至室溫后將水樣轉(zhuǎn)入250 mL全玻璃蒸餾器中，以甲基橙為指示劑用硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.0以下，使水樣由橙色變?yōu)榻奂t色。加入5 mL硫酸銅及3～5粒玻璃珠，加熱蒸餾用50 mL比色管收集到45 mL時稍冷卻，向蒸餾器中加5 mL無酚水繼續(xù)蒸餾至收集50 mL餾出液為止。

取六只50mL比色管，四只加入酚標準液(1.00g/mL)0.0、015、1.0、2.0mL加無酚水至50mL，另外兩只加人50mL水樣蒸餾液。向比色管加入1.0ml氨水一氯化銨溶液，搖勻。準確加入1.0mL4-氨基安替比林溶液(20g/L)混合均勻后再準確加入1.0 mL鐵氰化鉀溶液(80 g/L)，混合均勻后靜放10min于510nm處用3 cm比色皿，以無酚水作參比測定吸光度。經(jīng)空白校正后，從吸光度對苯酚含量的標準曲線查得苯酚含量，見表2。

由上表可知，揮發(fā)酚的含量隨著水樣放置時間的延長而降低。原因可能是：揮發(fā)酚在微生物或其他物理化學作用下轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，從而含量降低。

5.3 活性炭含水率測定

用電子天平秤取活性炭1 g，放在110℃烘箱內(nèi)干燥至恒重，測定干燥前后活性炭質(zhì)量并計算含水率，見表3。

活性炭含水率：

η=(2.012-1.980)/1.001=3.2％

5.4 高錳酸鉀+活性炭粉末聯(lián)用處理水樣

5.4.1 高錳酸鉀、活性炭粉末投加比例的確定

在4個燒杯中加入500mL源水，加入1 mL0.1％KMnO4溶液，在六聯(lián)定時變速攪拌器中按300轉(zhuǎn)/min的速度攪拌10 min。然后依次投加10mg、15mag、20mg、25mg粉末活性炭，以1000轉(zhuǎn)/min的速度攪拌20 min。紫紅色的水樣依次由25 mg、20 mg、15mg褪色，但是投加10 mg活性炭的水樣依然是紫紅色。故活性炭粉末與高錳酸鉀投加比例應大于15/1，為安全起見選20/1。

5.4.2 實驗步驟及結果

實驗在六聯(lián)定時變速攪拌器中進行。將800 mL源水轉(zhuǎn)移至4個1000mL燒杯中，分別投加0.4、0.4、0.8、0.8 mL0.1％高錳酸鉀溶液，以1 000 r/min的速度攪拌30min，再投加8 mg的活性炭粉末。攪拌20min。再投加0.2％氯化鋁4.0mL，繼續(xù)以1000 r/min的速度攪拌10min，之后以50 r/min-70 r/min的速度慢攪20min后靜置沉淀15 min用定型濾紙將沉后水過濾，測定濾后揮發(fā)酚含量見下表4。水溫14.5℃，源水揮發(fā)酚含量按3月21日測定結果，即0.003 8mg/L。

6 結論

通過實驗發(fā)現(xiàn)，投加0.5 mg/L0.1％的高錳酸鉀就可以達到《城市供水水質(zhì)標準》(CJT206－2005)的要求，此時活性炭粉末的投加量為10 mg/L，再考慮到活性炭對源水中藻類的去處效果，建議采用高錳酸鉀+活性炭粉末聯(lián)用的方式處理龍子祠泉水揮發(fā)酚超標問題。