1 巢湖水质特点
巢湖是合肥市饮用水的主要水源之一，经监测，1999年饮用水源区主要污染指标超过地面水Ⅳ类水质标准，2000年水质污染依然严重，三条入湖河道中有两条水质属Ⅴ类或超过Ⅴ类。国家城市供水水质监测网合肥监测站2000年4月—2001年3月间对巢湖水 质进行了监测，结果是一年中有80%的时间处在超Ⅲ类水质状态，且具有如下特点：
① 藻类过量繁殖。
湖水中有60多种藻类并以蓝藻居多，还有铜绿微囊藻、水华微囊藻、水华束丝藻、水华鱼腥藻等，每年6月—10月藻类遍布全湖，严重时湖面水藻厚度可达15cm，藻类腐烂时腥 臭逼人且严重败坏水质；
② 有机物含量高、种类复杂。
水中COD平均达30mg/L、TOC平均达10mg/L(均超出Ⅲ类标准)，GC/MS检测结果表明原水中有机物达207种，主要为烷烃类、酯类、杂环化合物、酮、酚、多环芳烃和少量苯、醛类物质；
③ 水质波动性大。
水质变化范围：浊度为10～70NTU、pH值为7.2～9.3、COD为3～80mg/L、藻类含量为(100～6000)×104个/L。
2 PPC预处理工艺
以巢湖原水为研究对象，考察PPC预处理技术的除浊、除臭、除藻、除有机污染物的效能。
2.1 对有机污染物的去除
试验比较了PPC预处理工艺、常规工艺、预氯化加粉末活性炭工艺(以下简称Cl2+PAC工艺)的除有机污染物效能。
①CODMn
PPC与Cl2+PAC工艺的比较试验结果见图1。
试验结果显示，Cl2+PAC工艺和PPC预氧化工艺都能使水中CODMn得到稳定去除，去除效率优劣依次为Cl2+PAC、PPC、常规处理工艺，但是PPC预氧化10min后COD即可比常规处理下降13%，而Cl2+PAC工艺则需60min才可达到此效果，表明PPC预氧化具有明显的速度优势。
② TOC
PPC预氧化与预氯化对TOC的去除效果见图2。
长期监测表明，巢湖原水中总有机碳(TOC)的含量较高(冬季高达20～30mg/L)。两种工艺都能使沉后水TOC有所降低，但PPC预氧化去除效果更好(见图2)。
③ UV254?
生产运行试验结果表明，投加PPC后的滤后水中UV254有大幅降低(平均降幅为62.99%)。不同药剂对水中有机物的去除效果优劣依次为PPC预氧化、Cl2+PAC、常规处理。
④ 有机污染物种类
测定采用EPA252修订本方法,GC/MS仪为HP5890/5972型。样品采用C18小柱或XAD-2树脂柱富集，用二氯甲烷、乙醚、丙酮洗脱后再用高纯氮气顶吹浓缩至1～2mL，低温保存。
分析结果见图3。
由图3可见，经常规工艺处理后有机物浓度(以色谱峰面积计)反而升高,预氯化工艺使有机物浓度有所降低,而PPC预处理对水中有机物浓度降幅最大。GC/MS共检出54个峰(原水),而PPC 技术处理后只检出12个峰，有机物种类减少了78%，有机物含量的降幅达89%，对水中醛、酮、苯、多环芳烃、硝基苯、杂环化合物的去除效果显著。
2.2 对藻类的去除
巢湖水质属重富营养化至富营养化水体,藻含量大(全年平均含藻近2×107个/L,最高藻含量可达4×108个/L)、种类多且藻情变化快。
试验期间巢湖原水藻含量为1000×104个/L～1×108个/L,pH值波动大,COD平均值为31mg/L,嗅味等级为2～3级。
① 不同PPC投量对藻去除的影响
试验中原水藻含量为1.7×108个/L、混凝剂碱铝投量为60mg/L、硫酸亚铁投量为40mg/L、PPC投量在0～1mg/L范围内的除藻效果见图4。
图4表明PPC预氧化具有较好的除藻效能,且随着PPC药剂投量的增加、沉后水藻含量逐渐下降，当PPC投量增加到1.0mg/L时,沉后水藻含量降为335×104个/L,比常规混凝处理下降了46.4%。
② 不同工艺的除藻效率
Cl2+PAC与PPC工艺的除藻效果比较见表1。
表1 不同工艺的除藻效果比较
试验日期
原水藻含量(104 个/L)
Cl2+PA C工艺
PPC预氧化
藻含量(104个/L)
去除率(%)
藻含量(104个/L)
去除率(%)
8月19日
1750.7
568.0
67.5
682.7
61.0
8月20日
2192.0
1352.0
38.0
370.7
83.1
8月14日
2356.0
1081.3
54.2
361.3
84.7
8月12日
2741.3
1458.7
46.8
500.0
81.8
8月21日
2956.0
1924.0
35.0
697.0
76.4
8月11日
3289.3
1466.7
55.4
485.3
85.2
8月13日
5033.3
1286.7
74.4
1082.7
78.5
平均值
2902.6
1305.3
53.04
597.1
78.66
由表1可见，PPC预氧化可以很好地适应原水藻含量的变化，随着原水藻含量的增加，除藻率始终稳定在80%左右。
表1还表明，PPC药剂比Cl2+PAC工艺具有更好的除藻效果，这主要是因为PPC药剂除具有高锰酸盐及其中间价态物质对藻类的强氧化作用外，其还原产物二氧化锰对藻类的吸附凝聚作用也可使藻类在过滤工艺中更易去除，从而使除藻率大幅提高。