藻類(lèi)對(duì)蘭江水混凝處理效果的影響

徐華明，阮忠強(qiáng)，俞明華，宋 爽，何志橋

（1.蘭溪市錢(qián)江水務(wù)有限公司，浙江 蘭溪 321100；2.浙江水知音環(huán)?？萍加邢薰?，浙江 嘉興 314000；3.浙江工業(yè)大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，浙江 杭州 310032）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的地表水源受到污染，逐漸變成營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。伴隨水體營(yíng)養(yǎng)化而來(lái)的便是藻類(lèi)的繁殖，尤其在氣溫較高的月份，藻類(lèi)的大量生長(zhǎng)直接影響自來(lái)水廠的凈水工藝及水質(zhì)安全[1]。

蘭江屬錢(qián)塘江水系，衢江自西向東、金華江自東向西流入蘭溪市區(qū)匯成蘭江，因此，蘭江水對(duì)蘭溪市而言為過(guò)境水，其水質(zhì)主要取決于上游的來(lái)水。盡管隨著各種環(huán)保、水利政策和措施的具體實(shí)施，蘭江水質(zhì)有了顯著的改善，但受各種因素的影響，蘭江仍有污染發(fā)生，從而導(dǎo)致藻類(lèi)爆發(fā)。在藻類(lèi)爆發(fā)期間，常會(huì)出現(xiàn)pH異常波動(dòng)、溶解氧下降、氨氮值升高和高錳酸鹽指數(shù)增大等水質(zhì)變化[2-3]。

蘭溪市錢(qián)江水務(wù)有限公司工業(yè)水廠以蘭江水為水源。根據(jù)公司常年監(jiān)測(cè)的原水水質(zhì)變化情況可知，當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)t≥30 ℃、pH ≥7.7、濁度≥15.9 NTU，氨氮濃度≥0.28 mg/L 時(shí)，藻類(lèi)的繁殖較為明顯，與此相對(duì)應(yīng)的月份是每年的7—11 月份，尤為嚴(yán)重的月份是7—9 月份。

本文以5—6 月份的蘭江水樣為正常期水樣，8 月份的蘭江水樣為藻類(lèi)爆發(fā)期的水樣進(jìn)行混凝對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究藻類(lèi)爆發(fā)對(duì)蘭江水混凝處理效能的影響[4-5]。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與相關(guān)試劑

主要實(shí)驗(yàn)儀器包括：HACH 2100N 濁度儀、中潤(rùn)ZR4-6 智能型混凝試驗(yàn)攪拌儀、電子天平、pHS-3C 型酸度計(jì)等。

混凝劑采用市售聚合氯化鋁（簡(jiǎn)稱PAC），其性能參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 混凝劑的主要性能參數(shù)

1.2 原水水質(zhì)情況

原水采樣地點(diǎn)選擇在蘭溪市錢(qián)江水務(wù)有限公司工業(yè)水廠蘭江取水口。主要原水水質(zhì)指標(biāo)情況見(jiàn)表2 和表3[6]。

表2 蘭江水正常期原水水質(zhì)指標(biāo)

表3 蘭江水藻類(lèi)爆發(fā)期原水水質(zhì)指標(biāo)

1.3 混凝實(shí)驗(yàn)的方法

燒杯混凝實(shí)驗(yàn)按照加藥混合、快速攪拌、緩速攪拌和沉淀四個(gè)過(guò)程依次進(jìn)行[7]?；炷龑?shí)驗(yàn)條件見(jiàn)表4。以《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2022）中規(guī)定的飲用水濁度低于1 NTU 作為混凝效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[8]。

表4 燒杯混凝實(shí)驗(yàn)條件

2 結(jié)果與討論

2.1 不同混凝劑投加量時(shí)正常期和藻類(lèi)爆發(fā)期蘭江水混凝效果

選取蘭江水正常期的1 號(hào)組水樣和藻類(lèi)爆發(fā)期的3 號(hào)組水樣進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究不同混凝劑投加量時(shí)正常期和藻類(lèi)爆發(fā)期蘭江水的混凝效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1 和圖2 所示。

圖1 不同混凝劑投加量時(shí)正常期蘭江水的混凝效果

圖2 不同混凝劑投加量時(shí)藻類(lèi)爆發(fā)期蘭江水的混凝效果

由圖1 和圖2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)混凝劑投加量相同時(shí)，蘭江水正常期的混凝效果均優(yōu)于藻類(lèi)爆發(fā)期的混凝效果。圖1 和圖2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，當(dāng)混凝劑投加量達(dá)到11 mg/L 時(shí)，正常期的沉后水濁度已經(jīng)低于1NTU。而藻類(lèi)爆發(fā)期時(shí)，混凝劑的投加量即使增加到20 mg/L 時(shí)，沉后水的濁度仍然在1 NTU 以上，表明在藻類(lèi)爆發(fā)期時(shí)，盡管混凝劑投加量增加到20 mg/L，沉后水濁度仍然沒(méi)有達(dá)到1 NTU 以下。為了進(jìn)一步研究蘭江水正常期和藻類(lèi)爆發(fā)期混凝劑的最佳投加量，進(jìn)行了混凝劑最佳投加量的實(shí)驗(yàn)。

2.2 正常期和藻類(lèi)爆發(fā)期蘭江水混凝劑最佳投加量

正常期（2 號(hào)組水樣）和藻類(lèi)爆發(fā)期（4 號(hào)組水樣）蘭江水混凝劑最佳投加量實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3 和圖4 所示。

圖3 正常期蘭江水混凝劑最佳投加量

圖4 藻類(lèi)爆發(fā)期蘭江水混凝劑最佳投加量

由圖3 可以看出，當(dāng)混凝劑投加量達(dá)到8.0 mg/L 時(shí)，正常期蘭江水的沉后水平均濁度已低于1 NTU。當(dāng)混凝劑投加量增加到11 mg/L 時(shí)沉后水濁度達(dá)到最低值，平均濁度為0.71 NTU。

根據(jù)圖4 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)混凝劑投加量達(dá)到20.0 mg/L 時(shí)，藻類(lèi)爆發(fā)期蘭江水沉后水濁度達(dá)到最低值，平均濁度為1.23 NTU。進(jìn)一步增加混凝劑的投加量，沉后水濁度反而升高，表明在藻類(lèi)爆發(fā)期，已經(jīng)無(wú)法通過(guò)增加混凝劑投加量使沉后水濁度降低到1 NTU 以下。

由此可見(jiàn)，對(duì)藻類(lèi)爆發(fā)期的蘭江水，僅僅依靠采用聚合氯化鋁為混凝劑進(jìn)行混凝處理，已經(jīng)無(wú)法滿足水廠工藝的要求，需要對(duì)藥劑進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。

3 結(jié)論

（1）使用聚合氯化鋁為混凝劑，對(duì)正常期的蘭江水混凝效果較好，沉后水濁度能夠達(dá)到1.0 NTU 以下；而當(dāng)藻類(lèi)爆時(shí)，已無(wú)法通過(guò)增加混凝劑投加量的方式使蘭江水的沉后水濁度降低到1 NTU 以下。表明藻類(lèi)對(duì)蘭江水的混凝效果影響較大。

（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用常用的聚合氯化鋁混凝劑時(shí)，在蘭江水藻類(lèi)爆發(fā)期難以滿足水廠工藝的要求。為確保以蘭江水為水源的供水廠的出水水質(zhì)，需要進(jìn)一步采取措施以應(yīng)對(duì)藻類(lèi)的爆發(fā)。