不同混凝剂处理高藻水效果对比研究.doc

蒁蚅芇蒇蚃羀膃蒆螅螃聿蒆蒅羈羅肂薇螁袀肁蚀羇腿膀荿螀肅腿蒂羅羁腿蚄螈羇膈螆蚁芆膇蒆袆膂膆薈虿肈膅蚀袄羄膄莀蚇袀芃蒂袃膈芃薅蚆肄节螇袁肀芁蒇螄羆芀蕿罿袂艿蚁螂膁芈莁羈肇芇蒃螀羃莇薆羆衿莆蚈蝿膇莅莈薂膃莄薀袇聿莃蚂蚀羅莂莂袅袁莁蒄蚈膀莁薆袄肆蒀虿蚆羂葿莈袂袈蒈蒁蚅芇蒇蚃羀膃蒆螅螃聿蒆蒅羈羅肂薇螁袀肁蚀羇腿膀荿螀肅腿蒂羅羁腿蚄螈羇膈螆蚁芆膇蒆袆膂膆薈虿肈膅蚀袄羄膄莀蚇袀芃蒂袃膈芃薅蚆肄节螇袁肀芁蒇螄羆芀蕿罿袂艿蚁螂膁芈莁羈肇芇蒃螀羃莇薆羆衿莆蚈蝿膇莅莈薂膃莄薀袇聿莃蚂蚀羅莂莂袅袁莁蒄蚈膀莁薆袄肆蒀虿蚆羂葿莈袂袈蒈蒁蚅芇蒇蚃羀膃蒆螅螃聿蒆蒅羈羅肂薇螁袀肁蚀羇腿膀荿螀肅腿蒂羅羁腿蚄螈羇膈螆蚁芆膇蒆袆膂膆薈虿肈膅蚀袄羄膄莀蚇袀芃蒂袃膈芃薅蚆肄节螇袁肀芁蒇螄羆芀蕿罿袂艿蚁螂膁芈莁羈肇芇蒃螀羃莇薆羆衿莆蚈蝿膇莅莈薂膃莄薀袇聿莃蚂蚀羅莂莂袅袁莁蒄蚈膀莁薆袄肆蒀虿蚆羂葿莈袂袈蒈蒁蚅芇蒇蚃羀膃蒆螅螃聿蒆蒅羈羅肂薇螁袀肁蚀羇腿膀荿螀肅腿蒂羅羁腿蚄螈羇膈螆蚁芆膇蒆袆膂膆薈虿肈膅蚀袄羄膄莀蚇袀芃蒂袃膈芃薅蚆肄节螇袁肀芁蒇螄羆芀蕿罿袂艿蚁螂膁芈莁羈肇芇蒃螀羃莇薆羆衿莆蚈蝿膇莅莈薂膃莄薀袇聿莃蚂蚀羅莂莂袅袁莁蒄蚈膀 不同混凝剂处理高藻水效果对比研究 何文杰。李玉仙。黄廷林(1西安建筑科技大学，陕西西安710055；2天津自来水集团有限公司，天津300040)摘要针对北方某水源有机物和藻类较高这一问题，进行了混凝、气浮，砂滤等常规工艺下FeCl3和高效聚合铝盐(HPAC)混凝剂对浊度、有机物和藻类去除效果对比试验。结果表明低投量下的Fe盐混凝剂去除TCC的效果优于低投量的Al盐，但高投量下却相反；从除藻效果分析，两种混凝剂差别不大。考虑混凝剂价格时，相同混凝剂费用下二者投量比(分别以FeCl3和AI203计)为FeCl3：HPAC=13：I，且在满足浊度出水水质情况下，最优Al盐费用少于Fe盐，但在以CODMn为控制指标时却相反。关键词混凝比去除率最优混凝剂投量出水水质保障率近年来。对铁盐和铝盐去除有机物和藻类的研究比较多，但研究结果差别较大。有的研究表明铝盐对有机物去除效果优于铁盐。有的则相反圈。有研究显示在低投药量下铝盐优于铁盐。而在离投药量下铁盐优于铝盐。针对北方地区某水源高藻期有机物和浊度较高这一问题。固定一些控制参数，通过改变混凝剂种类和投加量进行常规工艺下FeCl3和高效聚合铝盐(HPAC)混凝剂对浊度、有机物和藻类去除效果的对比研究。1 试验部分及研究方法11试验材料与方法试验在北方某市某水厂中试系统上进行。设计流量为120m3/d，混合池停留时间1min，混合池前投加混凝剂。二级机械搅拌反应池停留时间18min；气浮反应设备采用平流回流式压力溶气气浮池，溶气罐采用间歇进气、连续进水方式，工作压力035045MPa。水力停留时间为20min；过滤单元选用普通无烟煤一石英砂双层滤料，设计滤速为8mh。为了对比混凝剂种类和投加量对处理效果的影响。中试系统设计时均不考虑其他参数的影响，设定混凝反应搅拌转速选定分别为1lOrmin、30rmin、24rmin气浮回流比设为108。12试验期间原水水质试验期间原水水质如表1所示。该水源最主要的特点是有机物污染、藻类高发等问题较为突出，从而影响到原水的浊度、pH值、氯化物、总碱度、氨氮、耗氧量、叶绿素等指标。从表I可以看出：原水浊度变化范围为11-29NTU，有机物较高(以CODMn计)，平均为52mgL，最高达到614mgL，超过了水源水质类标准；藻类生长旺盛，叶绿素平均为36ugL，最高达60ugL，超过了水源水质类标准。13参数定义与研究方法对比的项目主要包括：不同混凝剂常规工艺出水水质保障率。常规系统对浊度和CODMn、TOC、藻类和叶绿素的去除率不同药剂和原水条件下优化投药量下的经济对比。这里TOC采用日本岛津公司产TOC5000A总有机碳分析仪测定；浊度采用HACh2100N型浊度仪测定：CODMn采用酸式高锰酸钾氧化法测定。叶绿素采用分光光度法测定。(1)比去除率及其系数意义系统对污染物的去除效果除了受投药量等参数的影响，还与原水水质(浊度、有机物)有关，试验期间原水水质的变化给研究带来了一定的影响。因此。这里为了消除原水水质与投药量的互相影响而考察单个因素对处理效果的影响程度，定义比去除率的概念。比去除率为单位混凝剂量下系统对污染物(浊度，CODMn)的去除率，即：比去除率()=/mloo，其中，为污染物去除率，m为投药量。该变量依然为去除百分比。但该转换可以消除投药量变化对去除效果的影响。考察在原水水质变化的情况下比去除率的变化情况。计算某种工艺条件下的比去除率并以投药量为横坐标，以比去除率为纵坐标作图，则趋势线可以表示为投药量的指数函数/m100=am-1。因此去除率即为趋势线的系数a。根据大量数据求取的趋势线的系数即得出该种工艺条件下对污染物的去除率。应用该系数即可以对该种工艺条件的处理效率进行评价。(2)混凝剂投加量优选的原则和方法混凝剂最优投加量的确定原则为：在满足常规工艺出水水质条件下的费用最小。或者说以最优化的生产运行实现水质达标。同时追求尽可能高的经济效益。在固定混凝搅拌转速、气浮回流比、过滤滤速和处理水量等控制参数之后。投药量的多少和混凝药剂的价格就直接关系着运行费要的多少。现选定的常规工艺出水水质约束条件为浊度和CODMn。2005年建设部颁布了城市供水水质标准。新的水质标准与原来水质标准相比。最大的变化是：浊度要求由3NTU降为1NTU；增加了对有机物总量的控制，要求CODMn不超过3mgL。另外，有研究表明随着浊度的降低。吸附于浊质的有机物以及溶解度较低的有机物也可相应去除。天津市自来水集团的研究表明。把滦河水处理到浊度小于05NTU，用气相色谱仪测得的有机物峰的总面积可减少80。因此。这里选择出水水质的约束条件如下：C浊度O3NTU，CCOD30mgL。2试验结果与讨论21浊度和CODMn的比去除率根据常规系统的浊度比去除率的定义。总结投加两种混凝剂时的运行数据，得出对浊度和CODMn比去除率与投药量之间的关系见表2所示。由表中可知。FeCl3为混凝剂时常规工艺对浊度的平均去除率为89。对CODMn的平均去除率为15。在不考虑混凝剂投量和混凝剂价格下，以HPAC为混凝剂时。浊度和CODMn的平均去除率分别为97和40，比FeCl3为混凝剂时分别提高9和25。由此可见HPAC不但能提高常规工艺对浊度的去除率。更重要的是其对有机物去除的高效性。22出水保障率根据20032005年高藻期的试验结果，整理常规工艺下单独投加FeCl3与单独投加HPAC的试验数据。得出投加两种药剂下系统出水浊度(CODMn)保障率和浊度(CODMn)去除率保障率如图1一图4所示。从图中可以看出。投加HPAC时常规工艺满足出水浊度小于O3的保障率为86，满足CODMn小于3mg/L的保障率为97，比投加FeCl3常规工艺分别提高43和30。另外从常规工艺对浊度和CODMn的去除率考察投加HPAC工艺以95的概率保障浊度去除率达到95、CODMn去除率达到31，而投加FeCl3的工艺分别为886和24。这均表明投加HPAC能够提高常规工艺去除浊度和有机物的效果。23TOC去除效果不同混凝剂投量下，TOC去除率见图5、图6。试验期间原水TOC范围为324OmgL。投加FeCl3时出水TOC 2325mg/L。平均去除率为333；投加HPAC时出水TOC 1827mg/L，去除率20一40。从出水TOC和去除率来看，较优FeCl3投药量为1213mgL；但对于HPAC来说，投量影响较为显著当HPAC投量从03mg/L增至1OmgL时，TOC去除率也从20增加到40。为了能有效地对比FeCl3，和HPAC对有机物的去除效果从经济角度进行对比，根据市场价格，FeCl3：670元t。HPAC：2300元t，有效成分以FeCl3和A1203计，分别为40和10。相同费用下二者的质量比FeCI3HPAC=131。FeCl3投加浓度为80mgL和HPAC投加浓度为06mgL时TOC去除率分别为36和34；FeCl3投加浓度为13mgL和HPAC投加浓度为10mgL时TOC去除率分别为32和40。可见，在低剂量混凝剂下，FeCl3的效果优于HPAC。但高投量下却相反。24对藻类和叶绿素的去除效果对同一原水，当两种混凝剂投量不同时，藻类和叶绿素的去除结果见表3。从表中可以看出。无论是高投药量下还是低投量下，FeCI(175mg/L和4mg/L) 对藻类和叶绿素的去除率分别比HPAC(18mgL和0.3mg/L)提高6和2。25不同原水条件下的混凝剂投量对比根据表2中所列的污染物比去除率对投药量的关系式，可以求出不同原水水质(浊度和COD)条件下的最优混凝剂投加量，结果如表4所示。由上表可以看出。原水浊度在820NTU范围变化时，在出水水质满足要求的条件下，HPAC药剂费用均小于FeCl3；原水CODMn在35-55mgL范围变化时，出水满足出水水质条件下，HPAC药剂费用却高于FeCl3。因此，对一种混凝剂的评价，要考虑经济因素进行对比，HPAC除浊效果较好，但除有机物的效果却不如FeCI3。3结论(1)在不考虑混凝剂投量和混凝剂价格下，HPAC不但能提高常规工艺对浊度的去除率。更重要的是其对有机物去除的高效性：从去除效果和出水水质的保障率上考虑，HPAC效果优于FeCI3；(2)考虑经济因素在相同混凝药剂费用下，低投量时，FeCl3混凝剂去除TOC的效果优于HPAC，高投量时却相反；但从除藻效果分析，二者差别不大；(3)I)A质量比FeCl3/HPAC=131进行除污染效果对比时，HPAC除浊效果较好。但除有机物的效果却不如FeCl3。因此，在浊度成为控制指标，最优HPAC费用少于FeCl3，在CODMn成为控制指标时，首选FeCl3作混凝剂 葿薅袂肄蒈螇蚅肀蒇蒇羀羆蒆蕿螃芅蒆蚁羈膁蒅螄螁肇薄蒃羇羃膀薆螀衿腿蚈羅膇腿蒈螈膃膈薀肃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆芃虿袃羂芃莈蚆袈节薁袁芇芁蚃螄膃芀螅罿聿艿蒅螂羅芈薇羈袁芇蚀螀腿莇荿羆肅莆蒂蝿羁莅蚄羄羇莄螆袇芆莃蒆蚀膂莂薈袅肈莁蚀蚈羄蒁莀袄袀蒀蒂蚆膈葿薅袂肄蒈螇蚅肀蒇蒇羀羆蒆蕿螃芅蒆蚁羈膁蒅螄螁肇薄蒃羇羃膀薆螀衿腿蚈羅膇腿蒈螈膃膈薀肃聿膇蚂袆羅膆螄虿芄膅蒄袄膀膄薆蚇肆芃虿袃羂芃莈蚆袈节薁袁芇芁蚃螄膃芀螅罿聿艿蒅螂羅芈薇羈袁芇蚀螀腿莇荿羆肅莆蒂蝿羁莅蚄羄羇莄螆袇芆莃蒆蚀膂莂薈袅肈莁蚀蚈羄蒁莀袄袀蒀蒂蚆膈葿薅袂肄蒈螇蚅肀蒇蒇羀羆蒆