微污染源水的混凝處理及絮體粒徑研究

夏瑋 張蕊 吳根宇 馬江雅

摘要：微污染源水的處理已經(jīng)成為一個(gè)重要課題并在全世界范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注，其中的濁度、腐殖質(zhì)等影響到了飲用水水質(zhì)。混凝是一種安全、實(shí)用、高效的水處理技術(shù)，而混凝劑是混凝技術(shù)的核心，選擇一種合適的混凝劑至關(guān)重要。以硫酸鋁（AS）、聚合氯化鋁（PAC）、氯化鐵、聚合氯化鐵（PFC）等4種混凝劑處理微污染源水，再分別與助凝劑PAM、活化硅酸（ASI）復(fù)配使用，PAM與ASI具有較好的吸附架橋能力，大大提高了絮凝效率。通過檢測(cè)濁度、UV254、絮體粒徑3個(gè)指標(biāo)，得出這4種混凝劑單獨(dú)使用時(shí)的最佳投加量分別為22、18、16、8 mg/L;與PAM復(fù)配使用時(shí)PAM的最佳投加量分別為0.1、0.1、0.05、0.2 mg/L;與ASI復(fù)配使用時(shí)ASI的最佳投加量分別為0.5、1.5、1.0、1.0 mg/L。另外，自然水體中有機(jī)物的降解會(huì)產(chǎn)生腐殖酸，從而污染水質(zhì)。分別使用聚丙烯酰胺（PAM）、PAC以及兩者復(fù)配，通過檢測(cè)混凝后的UV254以及絮體粒徑指標(biāo)，得出PAM、PAC單獨(dú)使用時(shí)的最佳投加量分別為8、100 mg/L，PAM與PAC復(fù)配時(shí)PAM的最佳投加量為0.8 mg/L，證明復(fù)配可在低投加量下有效增強(qiáng)混凝效果。

關(guān)鍵詞：混凝;微污染源水;腐殖酸廢水;絮體粒徑

中圖分類號(hào)：X703.5;TU991.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：20966717（2020）04018509

收稿日期：20191101

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（51878001、51408004）;安徽省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目（KJ2018A0044）

作者簡(jiǎn)介：夏瑋（1995 ），女，主要從事混凝水處理研究，Email：xwvampire@163.com。

馬江雅（通信作者），男，副教授，Email：majiang_ya@126.com。

Received：20191101

Foundation items：National Natural Science Foundation of China （No. 51878001， 51408004）; Natural Science Research Project of Anhui Province （No. KJ2018A0044）

Author brief：Xia Wei （1995 ）， main research interest： coagulation water treatment， Email： xwvampire@163.com.

Ma Jiangya （corresponding author）， associate professor， Email： majiang_ya@126.com.

Coagulation treatment of micropolluted water and study of floc size

Xia Wei， Zhang Rui， Wu Genyu， Ma Jiangya

（College of Civil Engineering and Architecture; Engineering Research Center of Water Purification and Utilization Technology， Ministry of Education， Anhui University of Technology， Maanshan 243032， Anhui， P.R. China）

Abstract： Treatment of micropolluted water is considered to be a vital issue and has attracted more and more attentions around the world. The turbidity and humus affect the quality of drinking water. As a widely used type of water treatment technology， coagulation is known for safety， practical and highefficiency， and has been considered as a prospective technology for micropolluted water. Coagulants are the core of coagulation technology and choosing a suitable coagulant to achieve high coagulation efficiency in the treatment process is crucial. Different kinds of coagulants， coagulants containing aluminum such as aluminum sulfate （AS） and polyaluminum chloride （PAC）， coagulants containing ferric such as ferric chloride and polyferric chloride （PFC） were applied， and then followed by compound of coagulant aid polyacrylamide （PAM） and activated silicic acid （ASI） respectively. These coagulant aid possess good adsorption bridging ability and can improve the flocculation efficiency greatly to a certain extent. And in this work， turbidity， UV254 and floc size were investigated to indicate the coagulation efficiency. The optimum coagulation conditions are determined as follows： AS dosage of 22 mg/L， PAC dosage of 18 mg/L， FeCl3 dosage of 16 mg/L， and PFC dosage of 8 mg/L when used alone. PAM dosage of 0.1， 0.1， 0.05， 0.2 mg/L respectively when compounded with PAM. ASI dosage of 0.5， 1.5， 1.0， 1.0 mg/L respectively when compounded with ASI. In general， large amounts of humic acid are produced by the degradation of organic matter for aquatic organisms， and as a result， the water quality are seriously endangered. Thus， the removal of humic acid from wastewater has become imperative. In the passage， two common coagulants， PAC and PAM were applied in the treatment of humic acid wastewater， and PAC compounded with PAM was explored too. Same as before， the coagulation effect was determined by the measure of turbidity and floc size. The result shows that the optimal coagulation efficiency is achieved with PAM dosage of 8 mg/L， PAC dosage of 100 mg/L respectively when used alone. PAM dosage of 0.8 mg/L when compounded with PAC. The result shows that the compound can effectively enhance the coagulation effect at low dosage.

Keywords：coagulation; micropolluted water; humic acid wastewater; floc size

地球上水占70%的面積，其中海水占97.3%，可用淡水只占2.7%，淡水中77.2%存在于雪山冰川中，22.4%存在于土壤中和地下水（降水與地表水滲入），只有0.4%為地表水[1]。隨著社會(huì)與工業(yè)的快速發(fā)展，用水量和排水量大大增加，大量的工業(yè)廢水和生活污水未達(dá)標(biāo)便排入水體中，嚴(yán)重污染了水生環(huán)境[2]。因此，水污染漸漸成為人類面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。目前，地球上大約有12億人的飲用水安全受到了威脅[3]。而氮、磷和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增加，加速了水體富營(yíng)養(yǎng)化。湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的水華污染了水源。例如，太湖、巢湖和滇池因藻類瘋狂繁殖而嚴(yán)重污染水質(zhì)，成為國(guó)家重點(diǎn)治理對(duì)象，水中的藻類不僅會(huì)堵塞水源水處理工藝中的過濾床，堵塞或腐蝕管道，還會(huì)釋放出藻毒素危害人類健康[4]。同時(shí)，城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展使地表水被大量的泥沙污染，逐漸形成高濁度水，給傳統(tǒng)飲用水處理工藝帶來難度[5]。考慮到水資源短缺以及水源水的污染，去除水中的膠體物質(zhì)和有毒物質(zhì)勢(shì)在必行[6]。另外，地表水中的無機(jī)和有機(jī)污染物導(dǎo)致了水質(zhì)的惡化。一般來說，有機(jī)物質(zhì)可以被自然水體中的水生生物降解，產(chǎn)生大量的腐殖酸物質(zhì)，其在自然有機(jī)物質(zhì)（NOM）中約占50%～90%。但在地表水處理工藝中，腐殖酸的氯化反應(yīng)總是會(huì)產(chǎn)生有毒的消毒產(chǎn)物，從而危害飲用水安全。并且腐殖酸和其與無機(jī)污染物的復(fù)合物會(huì)使水體呈淡黃色，產(chǎn)生難聞的氣味。因此，發(fā)展一種有效的處理微污染源水的方法對(duì)人體健康至關(guān)重要[7]。

在目前的水質(zhì)污染控制和水質(zhì)凈化處理中，混凝占有十分重要的地位[89]。作為一項(xiàng)歷史悠久且簡(jiǎn)便實(shí)用的水處理單元技術(shù)，廣泛應(yīng)用于飲用水和廢水處理過程[10]。混凝過程既可以用于降低水的濁度和色度，也可以用于去除多種高分子有機(jī)物、無機(jī)物以及某些金屬污染物[11]。

在不改變現(xiàn)有水廠設(shè)施的情況下，提高混凝沉淀過程中污染物的去除效率，有助于有效控制水質(zhì)，而混凝劑是混凝技術(shù)的核心，混凝處理技術(shù)的好壞很大程度上取決于所用混凝劑的性質(zhì)。想要在處理工藝中達(dá)到高混凝效率，選擇合適的混凝劑至關(guān)重要[12]。混凝劑的開發(fā)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑、無機(jī)高分子混凝劑到有機(jī)高分子混凝劑、復(fù)合型混凝劑的發(fā)展過程[13]。而目前，傳統(tǒng)的無機(jī)金屬基混凝劑和合成的聚合混凝劑是使用最廣泛的兩種類型[14]。

筆者以微污染源水為研究對(duì)象，考察硫酸鋁、PAC、氯化鐵、PFC等4種混凝劑對(duì)濁度、UV254以及絮體粒徑的作用效果，優(yōu)選出適用于該混凝劑種類的最佳投加量;然后考察ASI以及PAM這兩種助凝劑分別與該4種混凝劑復(fù)配時(shí)的助凝效果，并優(yōu)選出最佳的助凝劑種類及復(fù)配投加量。再研究PAM、PAC單獨(dú)使用以及復(fù)配使用時(shí)對(duì)腐殖酸廢水的混凝效果，得出不同混凝劑的最佳投加量。

1實(shí)驗(yàn)

1.1材料與試劑

長(zhǎng)江水（馬鞍山濱江公園確定一取水點(diǎn)），腐殖酸（HA、CP，上海實(shí)驗(yàn)藥劑有限公司），硫酸鋁（Al2（SO4）3），聚合氯化鋁（PAC、AR，鹽基度45%～96%，天津市鼎盛鑫化工有限公司），氯化鐵（FeCl3·6H2O，97%ACS級(jí)，北京百靈威科技有限公司），聚合硫酸鐵（PFC、AR，天津鼎盛鑫化工有限公司），聚丙烯酰胺（PAM，阿拉丁化學(xué)試劑有限公司），活化硅酸（ASI），去離子水。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備與分析儀器

781磁力加熱攪拌儀（常州博遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)儀器分析儀器廠）、ZR46混凝實(shí)驗(yàn)攪拌器（深圳中潤(rùn)水業(yè)發(fā)展技術(shù)有限公司）、HACH濁度儀（上海鑫松實(shí)業(yè)有限公司）、Winner2000粒徑分析儀（濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司）、725N紫外分光光度計(jì)（上海鑫松實(shí)業(yè)有限公司）、FA2004N電子天平（杭州利華科技有限公司）。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

用1 L的量筒分別量取0.5 L的長(zhǎng)江水，依次倒入6個(gè)攪拌燒杯中，置于混凝攪拌器上，加入混凝劑進(jìn)行混凝，先以350 r/min的速度快速攪拌10 min，再以50 r/min的速度慢速攪拌20 min，靜置30 min后進(jìn)行濁度、UV254以及粒徑的檢測(cè)。以腐殖酸廢水為研究對(duì)象時(shí)，先用電子天平準(zhǔn)確稱取25 mg腐殖酸，分別放入6個(gè)攪拌燒杯中，再加自來水至1 L，置于混凝攪拌器上，加入混凝劑進(jìn)行混凝，先以350 r/min的速度快速攪拌5 min，再以50 r/min的速度慢速攪拌15 min，最后靜置40 min，再進(jìn)行UV254以及粒徑的檢測(cè)。最后，通過對(duì)不同混凝劑混凝實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出不同情況下的混凝劑的最佳投加量。

2結(jié)果與討論

2.1微污染源水濁度與UV254混凝去除

2.1.1硫酸鋁

硫酸鋁是最常用的無機(jī)低分子混凝劑之一，因其混凝效果好、價(jià)格低廉而被廣泛應(yīng)用[15]。圖1（a）為硫酸鋁單獨(dú)使用時(shí)對(duì)濁度及UV254的去除效果，從圖中可以看出，在硫酸鋁投加量大于20 mg/L時(shí)，濁度在1 NTU以下，取得較好的混凝效果。在硫酸鋁用量為22 mg/L時(shí)，濁度達(dá)到最低值0.69 NTU，濁度值在用量為24 mg/L后趨于穩(wěn)定;而UV254隨著投加量的增加起伏較大，在硫酸鋁用量為18、22、24、28 mg/L出現(xiàn)了相同最低UV254值0.031。圖1（b）為硫酸鋁與有機(jī)高分子混凝劑PAM復(fù)配使用時(shí)的混凝效果。硫酸鋁用量為20 mg/L，當(dāng)PAM用量從0.05 mg/L增加到0.4 mg/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的濁度值從1 NTU下降到了最低值0.83 NTU，說明PAM的最佳混凝范圍在投加量為0.05～0.4 mg/L之間，硫酸鋁和PAM復(fù)配時(shí)的去除率明顯高于僅投加硫酸鋁時(shí)。而UV254值在剛開始出現(xiàn)最低值，隨后呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，可能是由于水體中殘留有未發(fā)生作用的PAM。圖1（c）為硫酸鋁與助凝劑ASI復(fù)配使用時(shí)的混凝作用效果。硅酸聚合時(shí)傾向于生成環(huán)狀和雙環(huán)籠狀甚至網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而不是直鏈聚合物，因此，其具有非常強(qiáng)的粘結(jié)聚集和吸附架橋能力[16]。從圖1中可明顯看出，隨著ASI劑量的增加，濁度值及UV254值的改變呈現(xiàn)相同的曲線趨勢(shì)，且在ASI用量為2 mg/L時(shí)分別達(dá)到了最低值0.96 NTU、0.029，對(duì)于UV254，基本上在0.03上下波動(dòng)，并沒有太大的變化，相較于PAM，與ASI復(fù)配時(shí)UV254去除效果更好。

圖2（a）、（b）、（c）分別為只加硫酸鋁、硫酸鋁與PAM復(fù)配使用、硫酸鋁與ASI復(fù)配使用時(shí)絮體粒徑的變化情況。對(duì)于粒徑而言，測(cè)量的對(duì)象來自于燒杯底部的沉淀物，上清液中的絮體顆粒太過松散，測(cè)量難度偏大。從圖2（a）中可看出，硫酸鋁單獨(dú)使用時(shí)絮體粒徑變化較大，最大值為54.848 μm，最小值為12.957 μm。圖2（b）中絮體粒徑相較于圖2（a）穩(wěn)定，基本在25 μm左右波動(dòng)。圖2（c）中活化硅酸作為助凝劑，可通過吸附架橋作用將絮體連接起來，從而增大絮體的尺寸和密度，提高沉淀效果，但粒徑起伏較大。有兩種可能，一方面是人為帶來的誤差，另一方面可能是有殘留的活化硅酸。

由此可見，通過檢測(cè)濁度、UV254以及粒徑3個(gè)指標(biāo)，可以得出硫酸鋁的最佳投加量為22 mg/L，與PAM復(fù)配時(shí)PAM的最佳投加量為0.1 mg/L，與ASI復(fù)配時(shí)ASI的最佳投加量為0.5 mg/L。

2.1.2聚合氯化鋁

鋁系無機(jī)高分子混凝劑是水處理行業(yè)使用最廣泛的一種主流混凝劑，具有投藥量低、電中和能力強(qiáng)、形成絮體密度大、絮體生長(zhǎng)快、產(chǎn)污泥量少等特點(diǎn)[17]。圖3（a）為PAC單獨(dú)使用時(shí)對(duì)濁度和UV254的去除效果，對(duì)于濁度，整體呈下降的趨勢(shì)，波動(dòng)非常明顯，對(duì)于濁度在1 NTU以上的微污染源水，PAC有明顯的混凝效果;UV254在PAC用量為26 mg/L時(shí)達(dá)到最低值0.024，在用量為20～24 mg/L時(shí)，UV254值無變化。圖3（b）為PAC與PAM復(fù)配使用時(shí)的情況，隨著PAM用量的增加，濁度與UV254呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，其中，在PAM用量為0.5 mg/L時(shí)，濁度與UV254達(dá)到了最低值，分別為0.6 NTU、0.032。但相較于圖3（a），UV254值反而上升了一點(diǎn)，可能是因?yàn)樗w中殘留有未發(fā)生作用的有機(jī)高分子聚合物PAM。圖3（c）為PAC與ASI兩者之間進(jìn)行復(fù)配的實(shí)驗(yàn)，可以看出混凝效果明顯更優(yōu)異。有研究表明，金屬類元素與活化硅酸復(fù)配所形成的混凝劑具有更為優(yōu)異的混凝性能，除濁、除色效率高，形成礬花迅速，絮體大且密實(shí)，沉降快[18]。濁度的波動(dòng)更大。實(shí)驗(yàn)取PAC的用量為18 mg/L，ASI的投加量從0.5 mg/L增加到3 mg/L，ASI作為助凝劑對(duì)于降低出水濁度等方面具有良好的輔助作用，當(dāng)ASI的投加量為1 mg/L時(shí)，濁度出現(xiàn)了最低值0.73 NTU;至于UV254，基本在0.018上下波動(dòng)，并沒有太大的變化。

圖4（a）、（b）、（c）分別為只加PAC、PAC與PAM復(fù)配使用、PAC與ASI復(fù)配使用時(shí)絮體粒徑的變化情況。實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得絮體來自于燒杯底部的沉淀物。圖4（a）中粒徑變化較穩(wěn)定，基本在12 μm左右波動(dòng)。圖4（b）中加入了助凝劑PAM，PAM對(duì)水體中污染物的混凝有明顯效果，但隨著投加量的增加，絮體粒徑出現(xiàn)明顯的上升。圖4（c）中粒徑起伏較大，當(dāng)ASI的投加量為13 mg/L時(shí)，粒徑分別出現(xiàn)了最大值62.49 μm，最小值22.325 μm。

由此可見，通過檢測(cè)濁度、UV254以及粒徑3個(gè)指標(biāo)，可以得出PAC的最佳投加量為18 mg/L，與PAM復(fù)配時(shí)PAM的最佳投加量為0.1 mg/L，與ASI復(fù)配時(shí)ASI的最佳投加量為1.5 mg/L。

2.1.3氯化鐵

圖5（a）為FeCl3單獨(dú)使用時(shí)對(duì)濁度及UV254的去除情況。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及折線圖中可以看出，F(xiàn)eCl3對(duì)混凝的效果非常明顯。在FeCl3的投加量為14～16 mg/L的時(shí)候，濁度不斷下降，UV254也隨著下降。在投加量為18 mg/L的時(shí)候，濁度和UV254反而上升，在投加量超過18 mg/L的時(shí)候，濁度和UV254再次下降，說明FeCl3在投加量小于18 mg/L時(shí)的混凝效果較好。圖5（b）為FeCl3和PAM復(fù)配使用時(shí)的情況，PAM具有高特性粘度和電荷密度，是一種水溶性丙烯酰胺基聚合物[18]。與只加FeCl3相比較，濁度下降的幅度更大一點(diǎn)，但UV254反而上升了一點(diǎn)，可能是因?yàn)樗w中殘留有未發(fā)生作用的PAM。實(shí)驗(yàn)中取FeCl3的投加量為16 mg/L，PAM的投加量在0.05～0.5 mg/L范圍內(nèi)增加，當(dāng)PAM投加量大于0.3 mg/L時(shí)，濁度和UV254隨著PAM投加量的增加而下降，說明在一定范圍內(nèi)PAM的投加量越大，作用的效果越好。圖5（c）為FeCl3與ASI復(fù)配使用時(shí)的實(shí)驗(yàn)，取FeCl3的投加量為16 mg/L，ASI的投加量在0.5～3 mg/L之間逐漸增加。從圖中可看出，與圖5（a）相比，濁度下降的幅度更小，當(dāng)ASI的投加量為0.5 mg/L時(shí)，濁度達(dá)到最高值0.81 NTU，當(dāng)ASI的投加量為3 mg/L時(shí)，濁度出現(xiàn)最低值0.65 NTU;對(duì)于UV254，基本上是在0.030上下波動(dòng)，并沒有太大的變化。

圖6（a）、（b）、（c）分別為只加FeCl3、FeCl3與PAM復(fù)配使用、FeCl3與ASI復(fù)配使用時(shí)絮體粒徑的變化情況。圖6（a）中，只加FeCl3時(shí)絮體的粒徑變化較穩(wěn)定，基本在23 μm上下波動(dòng)。圖6（b）中，加入了助凝劑PAM，有機(jī)高分子混凝劑PAM對(duì)水體的混凝有明顯的效果，但圖中粒徑的波動(dòng)幅度較大，最小值為20.899 μm，最大值達(dá)到了81.779 μm。圖6（c）中，ASI的加入可提高沉淀效果，粒徑的起伏較大，當(dāng)ASI的投加量為2.5 mg/L時(shí)，粒徑達(dá)到最高，為54.892 μm，當(dāng)ASI的投加量為0.5 mg/L時(shí)，粒徑達(dá)到了最低，為16.64 μm。

由此可見，通過檢測(cè)濁度、UV254以及粒徑3個(gè)指標(biāo)，可以得出FeCl3的最佳投加量為16 mg/L，與PAM復(fù)配時(shí)，PAM的最佳投加量為0.05 mg/L，與ASI復(fù)配時(shí)，ASI的最佳投加量為1 mg/L。

2.1.4聚合氯化鐵

圖7（a）為PFC單獨(dú)使用時(shí)對(duì)濁度及UV254的去除情況，PFC具有形成的絮體密而大、沉降性能好等優(yōu)點(diǎn)。從圖中可看出，隨著PFC投加量的增加，濁度呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，當(dāng)投加量為14 mg/L時(shí)，濁度達(dá)到最低值0.55 NTU。從圖7（b）中可以明顯看出，與只加PFC相比，濁度下降的幅度更大一點(diǎn)，UV254的波動(dòng)不明顯，且整體數(shù)值大于圖7（a），這可能是由于水體中殘留有未發(fā)生作用的有機(jī)物PAM。實(shí)驗(yàn)中取PFC的投加量為12 mg/L，改變PAM的投加量，濁度不斷下降，說明在一定范圍內(nèi)，PAM的投加量越大，作用的效果越好;但最后PAM的投加量為0.5 mg/L時(shí)，濁度卻達(dá)到了最大值1.4 NTU，可能是由于水體中較多未發(fā)生作用的PAM殘留。圖7（c）為PFC與ASI復(fù)配使用時(shí)的情況，實(shí)驗(yàn)中取PFC的投加量為12 mg/L，ASI的投加量在0.5～3 mg/L之間逐漸增加。從圖中可以看出，PFC與ASI復(fù)配使用時(shí)的混凝效果明顯優(yōu)于PFC單獨(dú)使用時(shí)的混凝效果，當(dāng)ASI的投加量為3.0 mg/L時(shí)，濁度有最小值為0.38 NTU，這是因?yàn)榫坭F硅絮凝劑中含有較多的活性鐵和聚硅酸，在混凝過程中具有靜電中和、吸附架橋和網(wǎng)捕三大功能，對(duì)濁度具有良好的去除效果，在水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景[19]。

圖8（a）、（b）、（c）分別為只加PFC、PFC與PAM復(fù)配使用、PFC與ASI復(fù)配使用時(shí)絮體粒徑的變化情況。圖8（a）中，粒徑值在15 μm上下浮動(dòng)，且當(dāng)投加量為6 mg/L時(shí)，有粒徑最小值;投加量為12 mg/L時(shí)，粒徑達(dá)到最高點(diǎn)。圖8（b）中，粒徑相較于圖8（a）反而上升了一點(diǎn)，PAM投加量為0.3 mg/L時(shí)出現(xiàn)粒徑最低點(diǎn)，為11.401 μm，投加量為0.5 mg/L時(shí)，粒徑達(dá)到了最高值，為52.615 μm。圖8（c）中，可明顯看出粒徑的起伏較大，當(dāng)ASI的投加量為0.5 mg/L時(shí)，粒徑達(dá)到了最高值，為34.269 μm，當(dāng)ASI的投加量為1 mg/L時(shí)，粒徑達(dá)到了最低值，為5.170 μm。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)圖中可以看出，在這4種混凝劑中，PFC的用量無疑是最少，但處理效果較好。通過檢測(cè)濁度、UV254以及粒徑3個(gè)指標(biāo)，可以得出PFC的最佳投加量為8 mg/L，與PAM復(fù)配時(shí)PAM的最佳投加量為0.2 mg/L，與ASI復(fù)配時(shí)ASI的最佳投加量為1 mg/L。

2.2腐殖酸廢水混凝去除

有機(jī)高分子混凝劑具有產(chǎn)品穩(wěn)定、混凝效果好等優(yōu)點(diǎn)，但其制備工藝復(fù)雜，原料價(jià)格昂貴，成本高[17]。圖9（a）為PAM單獨(dú)使用時(shí)混凝處理腐殖酸廢水的性能曲線。從數(shù)據(jù)來看，UV254的變化較弱，PAM對(duì)混凝過程的影響并不明顯。當(dāng)PAM的投加量為8 mg/L時(shí)，UV254達(dá)到了最小值，為0.734，此時(shí)混凝效果最好。圖9（b）為PAC單獨(dú)使用時(shí)的實(shí)驗(yàn)效果。研究表明，混凝劑主要通過壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用使水中的懸浮顆粒物和憎水性膠體脫穩(wěn)聚集[2022]。從圖中可看出，PAC對(duì)UV254的作用效果明顯，

當(dāng)PAC投加量為60 mg/L時(shí)，UV254達(dá)到了最大值，為0.059，之后，隨著PAC投加量的增加，UV254值不斷下降，并在PAC投加量為100 mg/L時(shí)有最低點(diǎn)，為0.016。圖9（c）實(shí)驗(yàn)中固定PAC的投加量為50 mg/L，從圖中可看出，復(fù)配的作用效果明顯，比起單獨(dú)使用PAM效果要好很多。并且UV254整體呈下降趨勢(shì)，在PAM投加量為1.2 mg/L時(shí)出現(xiàn)最低值，為0.033，此時(shí)混凝效果最好。

圖10（a）為只加PAM時(shí)的粒徑變化情況，可以看出，粒徑的變化很明顯，波動(dòng)幅度很大，當(dāng)PAM投加量從2 mg/L增加到8 mg/L時(shí)，粒徑值從最低點(diǎn)8.766 μm上升到最高點(diǎn)180.184 μm，說明當(dāng)PAM投加量為8 mg/L時(shí)混凝效果較好。圖10（b）中只加PAC，相較于只加PAM而言，粒徑變化幅度較小，從圖中可清晰看出，PAC投加量為100 mg/L時(shí)絮體粒徑最大，為184.453 μm，但當(dāng)PAC投加量在80～100 mg/L時(shí)，粒徑幾乎不變化，說明此時(shí)絮體粒徑值趨于穩(wěn)定。從圖10（a）和圖10（b）的對(duì)比分析中可以發(fā)現(xiàn)，與無機(jī)混凝劑PAC相比，有機(jī)混凝劑PAM具有用量少、吸附架橋效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，在處理腐殖酸廢水時(shí)表現(xiàn)出了優(yōu)異的混凝性能[23]。圖10（c）為PAM與PAC復(fù)配使用時(shí)的情況，可以看出，相較于圖10（a），絮體的粒徑變化幅度較小，趨于一致。實(shí)驗(yàn)中，固定PAC的投加量為50 mg/L，考察PAM投加量對(duì)混凝效果的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)PAM的投加量為0.8 mg/L時(shí)，絮體粒徑有最大值，為87.432 μm，此時(shí)絮體最大，易沉降。

通過檢測(cè)UV254以及粒徑這兩個(gè)指標(biāo)，可以得出PAM單獨(dú)使用時(shí)的最佳投加量為8 mg/L，PAC單獨(dú)使用時(shí)的最佳投加量為100 mg/L，PAM與PAC復(fù)配時(shí)，PAM的最佳投加量為0.8 mg/L。

3結(jié)論

以長(zhǎng)江微污染源水和腐殖酸廢水作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，加入不同混凝劑進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)濁度、UV254以及絮體粒徑3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，得到如下結(jié)論：

1）以微污染源水為研究對(duì)象時(shí)，硫酸鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵、聚合氯化鐵這4種混凝劑與PAM及ASI復(fù)配時(shí)比單獨(dú)使用時(shí)效果更好，其中，PAC與ASI復(fù)配使用時(shí)對(duì)源水的濁度去除率最高，且去除有機(jī)物的效果好，這是因?yàn)榛炷齽?fù)配將PAC的電中和能力和ASI的吸附架橋能力相結(jié)合，增強(qiáng)了混凝性能。另外，這4種混劑與PAM復(fù)配使用時(shí)形成的絮體平均粒徑更大，但與ASI復(fù)配時(shí)形成的網(wǎng)狀及鏈狀絮體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，說明ASI具有更為優(yōu)異的助凝效果。

2）以腐殖酸為研究對(duì)象時(shí)，PAC單獨(dú)使用時(shí)的效果明顯更優(yōu)異，對(duì)有機(jī)物的去除率相比于PAM單獨(dú)使用時(shí)提高了90%左右。PAC單獨(dú)使用處理腐殖酸廢水時(shí)形成的絮體粒徑更大、更密實(shí)，說明PAC對(duì)腐殖酸廢水具有很好的混凝效果。另外，PAM與PAC復(fù)配時(shí)的最佳投加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單獨(dú)使用時(shí)，證明了在低投加量下混凝劑的復(fù)配使用可以有效增強(qiáng)混凝效果。參考文獻(xiàn)：

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