二氧化氯氧化結(jié)合高密度沉淀池對(duì)含藻水源處理的效果分析

熊悅丁

(遼寧省朝陽水文局， 遼寧 朝陽 122000)

夏季是水體藻類繁殖的主要時(shí)期，由于水體藻類比重小，且十分穩(wěn)定，常規(guī)的混凝處理方法很難有效去除水體中的藻類，給水處理帶來很大的難題[1]。近些年來，關(guān)于水體藻類的去除技術(shù)取得一定的研究成果[2- 8]，但這些處理技術(shù)由于副作用影響、造價(jià)等原因很難得到推廣和具體應(yīng)用[9]。從安全和經(jīng)濟(jì)成本角度出發(fā)，當(dāng)前二氧化氯氧化技術(shù)在一些區(qū)域水源藻類去除中得到應(yīng)用[10- 12]。但一些研究成果表明[13- 15]，該種方式對(duì)于藻類較高情況下的水源處理效果不佳，因此亟需對(duì)夏季水源藻類去除效果進(jìn)行試驗(yàn)探討，尋求高效的藻類去除工藝。一些地區(qū)采用二氧化氯氧化除藻結(jié)合新型高密度沉淀的處理工藝，通過處理水樣的分析，水藻去除效果要好于單純采用二氧化氯氧化技術(shù)的工藝。為提高含藻水源處理效果，本文運(yùn)用二氧化氯氧化結(jié)合高密度沉淀池對(duì)含藻水源處理效果進(jìn)行試驗(yàn)探討。研究成果對(duì)于區(qū)域水源含藻水體的高效處理具有重要的參考意義。

1 試驗(yàn)方法

取適量的含藻原水，分別加入不同量的除藻劑(二氧化氯)，通過室內(nèi)靜態(tài)的試驗(yàn)方法，探究原水不同pH值、不同二氧化氯投加量對(duì)含藻水的去除效果，確定出能夠使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的較優(yōu)的藥劑投加量。

分析方法:水樣中二氧化氯和游離氯濃度的測定采用N-N-二乙基對(duì)苯二胺(DPD)分光光度法，ClO2-的濃度利用離子色譜儀測定，檢測限均為25μg/L.具體參數(shù)如下：DionexAS19型分離柱；柱溫30℃；配制ASRS-ULTRA型陰離子抑制器(4mm);100mmol/L的KOH溶液作為梯度淋洗，流速為1mL/min.洗脫程序：8mmol/L流速下持續(xù)14min，等速升至45mmol/L后增速持續(xù)12min。

2 試驗(yàn)成果

2.1 二氧化氯投加量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

取相同體積的適量原水4份分別置于500mL的燒杯中，分別投加0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/L的二氧化氯進(jìn)行除藻實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后測定對(duì)原水藻類的去除效果。結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同投加量對(duì)藻類的去除率

由圖可知，二氧化氯的初始投加量越大其對(duì)藻類的去除效率也越大，試驗(yàn)中當(dāng)將二氧化氯的濃度由0.1mg/L提高至0.4mg/L，藻類的去除率由72.3%增至96.2%，之后再增大二氧化氯的投加量去除效果不明顯，說明投加量為0.4mg/L時(shí)原水中的藻類已經(jīng)基本去除，所以確定最終的二氧化氯投加量為0.4mg/L時(shí)最佳。

2.2 原水pH值的試驗(yàn)結(jié)果與分析

取相同體積的適量原水4份分別置于500mL的燒杯中，分別投加等量的二氧化氯，調(diào)節(jié)原水pH值為6、7、8、9進(jìn)行除藻實(shí)驗(yàn)，分別經(jīng)過充分反應(yīng)后取樣測定對(duì)原水中藻類的去除效果。結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，研究發(fā)現(xiàn)溶液pH=6～9時(shí)，二氧化氯對(duì)藻類的去除影響較小，說明pH值不是影響二氧化氯去除藻類的主要因素。所以，利用二氧化氯處理含藻水不必先調(diào)節(jié)pH即可達(dá)到去除效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)可得到：二氧化氯濃度在0.2～0.6mg/L時(shí)，對(duì)含藻水的去除效果隨著二氧化氯濃度的增加而逐漸增大，而原水pH值對(duì)含藻水的處理效果影響較小，根據(jù)相關(guān)工程實(shí)例選擇二氧化氯的投加量為0.4mg/L。通過實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)試驗(yàn)確定出二氧化氯的最佳投藥量之后，采用現(xiàn)場投藥檢測儀進(jìn)行現(xiàn)場除藻處理。

2.3 混凝劑的投加

高密度沉淀池的混凝池、投加池、熟化池內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)速分別按設(shè)計(jì)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)，向混凝池內(nèi)投加混凝劑，投加量從25mg/L到50mg/L，每次按5mg/L遞加，運(yùn)行穩(wěn)定后分別檢測不同投加量高密度沉淀池進(jìn)出水的濁度和藻類，比較混凝劑不同投加量的濁度和藻類的去除率。表1為混凝劑投加量與濁度、藻類去除關(guān)系見表1。

表1 混凝劑投加量與濁度、藻類去除關(guān)系

從分析結(jié)果可看出，混凝劑投加量45mg/L之前，隨混凝劑投加量增加濁度除去率高，超過此值，濁度去除率變化不大。藻類去除效果與濁度近似，超過45mg/L，藻類去除效果不明顯，選擇混凝劑的投加量為45mg/L。

2.4 助凝劑的投加

混凝劑的投加確定后，確定助凝劑的投加量，實(shí)驗(yàn)過程與混凝劑投加實(shí)驗(yàn)接近，混凝劑投加量不變，助凝劑從1mg/L開始投加，每隔1mg/L增加，運(yùn)行穩(wěn)定后檢測高密度沉淀池進(jìn)出水濁度及藻類。助凝劑投加量與濁度、藻類去除效果關(guān)系見表2。

表2 助凝劑投加量與濁度、藻類去除關(guān)系

從試驗(yàn)分析結(jié)果可看出，進(jìn)水濁度、藻類相對(duì)穩(wěn)定，出水的濁度與藻類隨助凝劑的投加有所變化，助凝劑為4mg/L時(shí)，濁度、藻類的去除率較高，助凝劑投加量為4mg/L。

3 沉淀池藻類去除效果

3.1 高密度沉淀池去除效果分析

對(duì)于含藻水源，采用高密度沉淀池和勻質(zhì)濾料V型濾池進(jìn)行處理，原水經(jīng)取水泵站提升，進(jìn)入高密度沉淀池前需要進(jìn)行預(yù)加二氧化氯處理。對(duì)區(qū)域夏季經(jīng)高密度沉淀池處理前后原水藻類含量值進(jìn)行試驗(yàn)分析，分析結(jié)果見表3。

表3 夏季經(jīng)高密度沉淀池處理前后原水藻類含量值

從高密度沉淀池對(duì)藻類的去除效果可看出，夏季原水溫度升高，光照充足，藻類大量繁殖，藻類含量值最高可達(dá)655.84萬個(gè)/L，高密度沉淀池處理后經(jīng)檢測藻類降為26.37萬個(gè)/L，夏季各月份最高藻類去除率可達(dá)96%，出水藻類值含量均達(dá)到藻類值含量低于30萬個(gè)/L的目標(biāo)值要求。

3.2 V型濾池藻類去除效果

在對(duì)高密度池藻類去除效果分析的基礎(chǔ)上，對(duì)夏季V型濾池的藻類去除效果進(jìn)行分析，夏季經(jīng)V型濾池處理前后原水藻類含量值試驗(yàn)測定結(jié)果見表4，并對(duì)夏季高密度沉淀池90d運(yùn)行對(duì)原水濁度以及藻類的去除效果分析，如圖3所示。

表4 夏季經(jīng)V型濾池處理前后原水藻類含量值

從夏季各月份V型濾池處理前后原水藻類含量值藻類含量值測定結(jié)果可看出，最高的5月經(jīng)高密度沉淀池和V型濾池處理后原水藻類含量值從高達(dá)655.84萬個(gè)/L降為32.02萬個(gè)/L，少于50個(gè)/L的改造預(yù)期值。從圖3中可看出高密度沉淀池對(duì)濁度和藻類的去除率均逐漸增大，濁度的去除率從開始的66.7%增加到91.1%，藻類的去除率從開始的80%增加到98.8%。因此高密度沉淀池在原水濁度和藻類含量值突變情況下也能保持對(duì)濁度和藻類良好的適應(yīng)去除能力。

圖3 高密度沉淀池90d運(yùn)行對(duì)原水濁度以及藻類的去除效果分析圖

4 結(jié)語

當(dāng)將二氧化氯濃度由0.1mg/L提高至0.4mg/L，藻類的去除率由72.3%增至96.2%，之后再增大二氧化氯的投加量去除效果不明顯。

二氧化氯濃度在0.2～0.6mg/L時(shí)，對(duì)含藻水的去除效果隨著二氧化氯濃度的增加而逐漸增大，而原水pH值對(duì)含藻水的處理效果影響較小。

混凝劑的投加量超過45mg/L，藻類去除效果不明顯，因此在二氧化氯及高密度沉淀池作為水源藻類去除處理時(shí)，建議混凝劑的最優(yōu)投加量為45mg/L。