投加藥劑對(duì)氣浮沉淀工藝的影響

摘要：氣浮沉淀裝置是在沉淀池基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，將氣浮和沉淀有機(jī)結(jié)合在同一構(gòu)筑物內(nèi)的新池型。它具有沉淀池和氣浮池的雙重特點(diǎn)和作用，氣浮工藝可以很好地處理低溫、低濁水及高藻水。浮沉池工藝的影響因素很多，本文主要研究了投加藥劑對(duì)氣浮沉淀工藝的影響，確定了最佳的加藥量和加藥方式。

關(guān)鍵詞：氣浮沉淀裝置 沉淀工藝 投加藥劑

中圖分類號(hào)：X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（c）-0102-02

1 氣浮沉淀裝置的原理

氣浮沉淀裝置是在沉淀池基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，將氣浮和沉淀有機(jī)結(jié)合在同一構(gòu)筑物內(nèi)的新池型。它具有沉淀池和氣浮池的雙重特點(diǎn)和作用，氣浮工藝可以很好地處理低溫、低濁水及高藻水[1]。沉淀依靠顆粒絮凝長(zhǎng)成大而重的絮粒下沉達(dá)到去除效果，氣浮借助于微氣泡的作用，在絮粒成長(zhǎng)到可以被上升的微氣泡粘附住后攜其浮至水面，達(dá)到去除效果[2]。當(dāng)原水水質(zhì)為低溫低濁、低濁或藻類等含量較高時(shí)，可以運(yùn)行氣浮工藝；當(dāng)濁度升高，或濁度持續(xù)很高時(shí)，氣浮工藝不能取得很好的效果時(shí)，則改換運(yùn)行沉淀工藝，解決水質(zhì)波動(dòng)時(shí)設(shè)備適應(yīng)性差，導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化等問(wèn)題[3]。在中國(guó)北方地區(qū)得到了一定的應(yīng)用[4]。

浮沉池工藝的影響因素很多，原水水溫和濁度，混凝條件，溶氣系統(tǒng)，配、集水系統(tǒng)，水力負(fù)荷與脫氣系統(tǒng)，斜管（板）裝置，排渣、排泥系統(tǒng)[5]等。本文主要研究投加藥劑對(duì)氣浮沉淀工藝的影響。

試驗(yàn)用原水水質(zhì)見表1。

2 絮凝劑的選型及最佳投加量的確定

試驗(yàn)藥劑的選擇與投加量對(duì)氣浮沉淀工藝的運(yùn)行效果起著非常重要的作用，氣浮沉淀工藝是一種快速高效的分離技術(shù)，要求混凝過(guò)程能快速完成而且絮凝劑能快速均勻的擴(kuò)散于水中，以便在較短的時(shí)間內(nèi)使水中膠體脫紊或絮凝，能達(dá)到快速凈水的目的。因此，試驗(yàn)選用三氯化鐵、聚合氯化鋁（PAC）兩中常見的絮凝劑，進(jìn)行絮凝劑投加量的優(yōu)化試驗(yàn)。試驗(yàn)中聚合氯化鋁（PAC）的投加量（AI2O3的含量計(jì)）分別為10，20，30，40，50，60，70mg/L，而三氯化鐵（以Fe的含量計(jì)）分別為10，20，30，40，50，60，70mg/L，我們進(jìn)行多組試驗(yàn)取其平均值，試驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)原水濁度為40～50NTU之間，隨著聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵的投藥量不斷增加，出水濁度均先不斷減小，其去除率不斷增加，聚合氯化鋁（PAC）的投加量為40mg/L時(shí)，氣浮出水濁度最低為0.5～0.7NTU，濁度去除率大于98%。三氯化鐵的投加量為50mg/L時(shí)，氣浮出水濁度最低為0.9～1.1NTU，濁度去除率小于98%。所以，從對(duì)濁度的去除效果，以及經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，考慮到制水成本，我們認(rèn)為聚合氯化鋁（PAC）優(yōu)于三氯化鐵，其最佳投加量為40mg/L。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵對(duì)CODMn的處理效果，聚合氯化鋁（PAC）對(duì)CODMn的處理效果明顯優(yōu)于三氯化鐵對(duì)CODMn的處理效果。且改變聚合氯化鋁（PAC）的投加量對(duì)CODMn的處理效果有一定的影響，當(dāng)投加量為30mg/L時(shí)，對(duì)CODMn的去除率達(dá)到最大為50%左右。隨著投加量的增大，對(duì)CODMn的去除率的逐漸趨于平緩。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵對(duì)藻類理效果，聚合氯化鋁（PAC）對(duì)藻類的處理效果優(yōu)于三氯化鐵對(duì)藻類理效果。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）的投加量小于40 mg/L時(shí)，對(duì)藻類的去除率影響較大。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）的投加量大于40mg/L時(shí)，對(duì)藻類的去除率可以達(dá)到98%以上。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵在各自的最佳投藥量為40mg/L和50mg/L的情況下，比較其對(duì)濁度、CODMn、藻類的去除效果。圖結(jié)果表明，兩種不同的絮凝劑對(duì)氣浮的處理效果并不完全相同，聚合氯化鋁（PAC）對(duì)濁度、CODMn、藻類的去除率要優(yōu)于三氯化鐵，因此選用聚合氯化鋁（PAC）作為絮凝劑較為理想。

3 兩種藥劑聯(lián)合投加及最佳投藥量的確定

試驗(yàn)采用聚合氯化鋁（PAC）、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，探討兩種藥劑聯(lián)合投加的處理效果。試驗(yàn)采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，分別投加0.5、0.8、1.0mg/L高錳酸鉀進(jìn)行試驗(yàn)，我們進(jìn)行多組試驗(yàn)取其平均值進(jìn)行試驗(yàn)分析，試驗(yàn)原水平均濁度40.8NTU，氨氮平均含量為8.26mg/L，CODMn平均含量為9.56mg/L，藻類平均含量為1084×104個(gè)/L。

圖1是對(duì)氨氮的去除效果，試驗(yàn)結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.5mg/L時(shí)，對(duì)氨氮的平均去除率較低為8%；高錳酸鉀投加量為0.8mg/L和1.0mg/L時(shí)，對(duì)氨氮的去除率比較接近，投加量為0.8mg/L時(shí)，去除率最高為24%。

圖2是對(duì)CODMn的去除效果，試驗(yàn)結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.8mg/L時(shí)，對(duì)CODMn的平均去除率最高為54%；

對(duì)藻類的去除效果，試驗(yàn)結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.8mg/L時(shí)，對(duì)藻類的平均去除率為97%；高錳酸鉀投加量為1mg/L時(shí)，對(duì)藻類的平均去除率也很高，但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，其出水色度略高。

在對(duì)濁度的去除效果中，試驗(yàn)結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.5mg/L時(shí)，對(duì)濁度的平均去除率最高為98.7%；隨著高錳酸鉀投加量的增大，出水濁度增大，通過(guò)上述試驗(yàn)表明，采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，聯(lián)合投加0.8mg/L高錳酸鉀，對(duì)原水藻類、CODMn、氨氮的去除效果較好。

4 三種藥劑聯(lián)合投加及最佳投藥量的確定

試驗(yàn)采用聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，通過(guò)多種藥劑的協(xié)同作用，進(jìn)一步提高氣浮沉淀工藝對(duì)CODMn、氨氮、藻類的去除率。試驗(yàn)采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，投加0.8mg/L高錳酸鉀，分別投加2，3，4，5，6，7mg/L次氯酸鈉進(jìn)行投加量的優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)原水平均濁度52.3NTU，氨氮平均含量為9.24mg/L，CODMn平均含量為9.56 mg/L，藻類平均含量為1084×104個(gè)/L。我們進(jìn)行多組試驗(yàn)取其平均值，試驗(yàn)結(jié)果如圖3至圖6。

圖3是對(duì)氨氮的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對(duì)氨氮的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量6mg/L時(shí)，對(duì)氨氮的去除率達(dá)到30%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率提高不明顯。

圖4是對(duì)CODMn的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對(duì)CODMn的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量5mg/L時(shí)，對(duì)氨氮的去除率達(dá)到70%左右，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率提高不明顯。

圖5是對(duì)藻類的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對(duì)藻類的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量6mg/L時(shí)，對(duì)藻類的去除率達(dá)到98%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率略有下降。

圖6是對(duì)濁度的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對(duì)濁度的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量6mg/L時(shí)，對(duì)濁度的去除率達(dá)到98%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率略有下降。

綜上所述，聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，可以提高氣浮沉淀工藝對(duì)珠江原水的處理效果，最佳投藥量為：聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

5 藥劑的投加對(duì)氣浮沉淀工藝的影響分析

本試驗(yàn)選取聚合氯化鋁（PAC）等比較常用的絮凝劑，并借鑒自來(lái)水廠的經(jīng)驗(yàn)選擇合適的藥劑，進(jìn)行了大量藥劑及其投加量的優(yōu)化試驗(yàn)。試驗(yàn)確定了微污染原水水質(zhì)條件下，氣浮沉淀工藝處理效果較好的藥劑為聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種藥劑。聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加，其最佳投藥量為聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

試驗(yàn)結(jié)果表明：聚合氯化鋁（PAC）對(duì)去除原水濁度具有較好的效果，去除率可以達(dá)到98%，對(duì)藻類的去除率可以達(dá)到98%，但對(duì)CODMn的去除率僅為50%左右。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）、高錳酸鉀兩種藥劑聯(lián)合投加時(shí)，對(duì)CODMn的去除率達(dá)到54%，略有提高，對(duì)氨氮的去除率可以達(dá)到20%，由此可知，高錳酸鉀對(duì)去除CODMn和氨氮有一定的輔助作用。但在這種運(yùn)行方式下，出水濁度增大，大于1NTU，藻類的去除率也略有下降。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種藥劑三種藥劑聯(lián)合投加時(shí)，對(duì)CODMn、氨氮的去除率均有大幅度提高，對(duì)CODMn的去除率可以達(dá)到70%，對(duì)氨氮的去除率達(dá)到30%以上，對(duì)濁度和藻類的去除率也趨于穩(wěn)定，達(dá)到98%以上，處理效果明顯。在試驗(yàn)水質(zhì)條件下，氣浮沉淀工藝處理效果較好的藥劑為聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉以及高錳酸鉀。聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加，其最佳投藥量為聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6.0mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

參考文獻(xiàn)

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