強化混凝去除微污染水源水中鎘探討

莊麗麗+張娟+朱永林

摘要：文章研究了強化混凝沉淀工藝對長江水源突發(fā)性鎘污染的處理效果，結(jié)果表明：通過選用合適的加堿方法提高原水的pH、提高混凝劑投加量，可以有效去除水中鎘，并且通過加酸回調(diào)pH，使出廠水水質(zhì)達標(biāo)。

關(guān)鍵詞：突發(fā)性水污染；鎘污染；強化混凝；調(diào)節(jié)pH；微污染水源 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2015）35-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.044

1 概述

含鎘的水被飲用后，會在肝、腎和骨骼中產(chǎn)生鎘積累，進而造成骨質(zhì)軟化和疏松，表現(xiàn)為背和四肢疼痛、行走困難，嚴(yán)重時易發(fā)生自發(fā)性骨折和動脈硬化性腎萎縮、慢性球體腎炎等慢性病。一旦發(fā)生此類污染突發(fā)事件，采用有效的應(yīng)急技術(shù)至關(guān)重要。

2 試驗內(nèi)容與方法

2.1 原水水質(zhì)

采用j水廠原水與重金屬鎘標(biāo)準(zhǔn)混合配水的方式模擬突發(fā)性鎘污染。試驗期間原水的濁度為60～80NTU，pH為7.70～7.90，水溫為13℃～20℃；原水中未檢測出鎘，因此配水時不考慮鎘的濃度。

2.2 試驗方法

采用燒杯攪拌試驗?zāi)M混凝沉淀過程（在六聯(lián)攪拌機上進行），混凝條件為600r/min、20s，150r/min、6min，100r/min、6min，70r/min、8min，10r/min、30min，然后取上清液用雙層濾紙過濾，對濾后水進行相應(yīng)指標(biāo)的分析。研究強化混凝對鎘的去除效果及影響因素。

2.3 鎘的測定方法

鎘的測定方法為無火焰原子吸收分光光度法，其原理是樣品經(jīng)適當(dāng)處理后，注入石墨爐原子化器，所含的金屬離子在石墨管內(nèi)經(jīng)原子化高溫蒸發(fā)解離為原子蒸汽，待測元素的基態(tài)原子吸收來自同種元素空心陰極燈發(fā)出的共振線，其吸收強度在一定范圍內(nèi)與金屬濃度呈正比。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 調(diào)節(jié)pH

試驗所用的水為j水廠原水，分別采用氫氧化鈉（燒堿）、石灰和碳酸鈉（純堿）調(diào)整pH值。原水pH7.83，1L，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2‰的氫氧化鈉，將pH調(diào)到10.0左右，需要15mL左右，大約投加氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30mg/L。加2‰氧化鈣，將pH調(diào)到10.0左右，需要14.5mL，大約投加氧化鈣的濃度為29mg/L。加2%碳酸鈉，將pH調(diào)到10.0左右，需要5mL，大約投加碳酸鈉的濃度為100mg/L。

試驗用水為j水廠原水，pH為7.83，加入2‰的氫氧化鈉0.1mL，pH升為7.97；再加1mL，pH變?yōu)?.45；再加入1.6mL，pH升為8.95；再加入4.2mL，pH為9.48；再次加入8.1mL，pH升為10.0。

試驗用水為j水廠原水，pH為7.90，加入2‰的氧化鈣0.08mL，pH升為8.09；再加入0.8mL，pH升為8.51；再加入2mL，pH升為9.08；又加入4mL，pH升為9.55；再加入8mL，pH升為10.02；又加入11mL，pH升為10.46。

試驗用水為j水廠原水，pH為7.90，加入2%的碳酸鈉0.03mL，pH升為8.02；再加入0.28mL，pH升為8.49；再加入0.27mL，pH升為8.91；再加入0.65mL，pH升為8.97；再加入1.2mL，pH升為9.51；再加入3mL，pH升為9.98；再加入9mL，pH升為10.48。

比較三種調(diào)節(jié)藥劑，氫氧化鈉用量少、調(diào)節(jié)速率快且可采用液體藥劑，便于投加和精確控制，勞動強度小，價格適中，因此推薦在應(yīng)急處理中首選采用。石灰雖最便宜，但沉渣多，投加勞動強度大，不便自動控制。純堿的價格較高，除特殊情況外，一般不采用。

將原水pH調(diào)到10.0左右，經(jīng)混凝沉淀反應(yīng)后（混凝劑為聚合硫酸鐵，投加量25mg/L），濾后水pH在9.30左右，再加酸回調(diào)pH至7.5左右。使用硫酸，大概需要濃硫酸7.36mg/L；若使用鹽酸，大概需要23.8mg/L。與鹽酸相比，硫酸的有效濃度高、價格便宜、腐蝕性低，為首選的酸性藥劑。試驗用水為自來水，將其pH調(diào)到8.95，加入1.3mL2‰的硫酸，pH降為8.10，繼續(xù)加入硫酸1mL，pH降為7.61，再加入0.7mL，降為7.43，再加入0.2mL，降為7.38.。

若加入4‰的鹽酸1mL，pH降為8.70；加入1mL，降為8.31；再加入2mL鹽酸，pH降為7.65；又加入1mL，降為7.53；再加1mL，降為7.43；加入1mL，降為7.27。

在實際處理中，建議先調(diào)pH值，后加混凝劑（聚合硫酸鐵）。