檸檬酸調節高pH原水的可行性試驗

鄭 莉，許澤民，陳國紅

(浣江水務股份有限公司，浙江紹興 311800)

征天水廠位于諸暨市楓橋鎮，設計規模為2.0萬t/d。水廠處理工藝采用常規處理工藝，即進水—折板反應—平流沉淀—V型濾池過濾—次氯酸鈉消毒—出水。原水取自征天水庫，通過對征天水庫原水水質的常規檢測發現，原水的pH常年偏高，尤其是在春夏秋季均超過8.0。原水pH高，不僅影響了聚合氯化鋁的絮凝效果，導致礬花輕且不沉淀，增加了出廠水中鋁含量超標的風險，同時還會影響后續消毒效果和消毒副產物的生成量，給征天水廠的生產帶來了嚴峻的挑戰。

1 征天水廠面臨的現實問題

原水的混凝處理是水處理工藝流程的一個重要環節。但是，目前征天水廠進行原水混凝處理所得到的效果并不是非常理想，礬花輕且不沉淀，沉淀池出水渾濁度高，平均為4～5 NTU。聚合氯化鋁投加增、減混凝效果均很差，出水渾濁度均沒有得到下降，如表1所示。這種現象嚴重影響了后續的處理，使工作效率低下，濾池負荷大，濾后水出水渾濁度得不到保障。

表1 聚合氯化鋁不同投加量時的渾濁度Tab.1 Turbidity under Different Dosages with PAC

2 征天水廠現實問題的具體原因

從原水質量檢測的數據中不難發現，征天水庫原水pH常年偏高，從4月上旬—10月一路上升，并達到最高峰，10月中旬之后才開始逐漸回落。水體的pH主要受水中游離的CO2以及碳酸鹽含量的控制，各種離子濃度的變化都會引起pH的變化，同時，pH也會受到藻類數量的影響。由大量研究數據的分析可知，造成征天水廠聚合氯化鋁絮凝效果差、礬花輕、不沉淀的原因是原水的pH常年偏高。為了能夠更好地解決征天水廠面臨的現實問題，應通過一系列的解決方案來減輕聚合氯化鋁絮凝效果差、礬花輕、不沉淀的現象，最安全可靠的方式就是調節原水的pH，而調節原水pH最簡單的方式就是加酸。本文主要通過投加檸檬酸來調節原水的pH，以此驗證在原水中加檸檬酸是否可以減輕礬花輕且不沉淀的現象。

3 征天水廠現實問題的解決對策

3.1 檸檬酸調節pH的試驗

(1)試驗方法：取3組不同pH的源水作為水樣，投加檸檬酸后，原水的pH值降至7.0，測得此刻檸檬酸的投加量，換算得到每千噸水需要的檸檬酸的量，并將測得的投加量和pH變化量制表繪圖，判斷檸檬酸投加量和pH變化量的關系。測試投加上述測得的檸檬酸投加量數倍以上水樣的色嗅味，檢測投加檸檬酸對色嗅味的影響。

(2)試驗數據及處理：3組不同源水用試樣1、試樣2、試樣3表示，pH值分別為7.6、7.9、8.2，分別投加檸檬酸使pH值降至7.0，得到檸檬酸投加量分別為4、5、6 kg/kt。試驗結果如表2所示，檸檬酸投加量隨pH的改變量如圖1所示。

表2 不同原水檸檬酸投加試驗結果Tab.2 Test Results of Adding Citric Acid in Different Raw Water

圖1 檸檬酸投加量隨pH下降值變化Fig.1 Variation of Citric Dosages with the Decrease of pH Value

(3)取無色無嗅無味水樣，按100 kg/kt投加量將檸檬酸溶解于水樣中，色嗅味均無明顯變化。

3.2 檸檬酸調節pH對需礬量的影響

(1)最佳需礬量試驗，第一組：原水pH值=7.2；第二組：原水pH值=7.7，鹽酸調節至pH值=7.2；第三組：原水pH值=7.7，檸檬酸調節至pH值=7.2。

(2)試驗步驟：每1組各取5份水樣，每份1 L，用1～5編號，分別投加10、11、12、13、14 kg/kt聚合氯化鋁，同時攪拌10 min，沉淀40 min，測定此時水樣的渾濁度。試驗結果如表3所示，各組水樣的渾濁度隨礬投加量的變化如圖2所示。

表3 聚合氯化鋁不同投加量時的渾濁度Tab.3 Turbidity under Different Dosages with PAC

圖2 不同pH調節藥劑、不同礬投加量時水樣的渾濁度Fig.2 Turbidity with Different pH Value Adjusting Agents and Different Alum Dosages

4 結語

征天水廠原水的pH常年偏高，針對原水pH較高對水處理的影響問題，可以通過在原水中投加鹽酸、檸檬酸的方法來解決，但鹽酸屬于易制毒化學品，受公安機關管控，采購、使用要求較高。由上述試驗可知，投加檸檬酸后的原水pH整體控制在標準范圍之內，解決了礬花輕且不沉淀，以及混凝效果差的問題，提高了征天水廠的工作質量和效率。同時，常規投加檸檬酸并不會對水質產生不利的影響，且投加檸檬酸的成本并不高，故此方法可行。