（环境工程专业论文）高锰酸盐复合药剂处理东江东莞段水源水微污染效能的研究.pdf

耋里堡三銮耋三耋堡圭：罂鎏兰 a b s t r a c t n l i sp a p e rc o m p l e t e l yd i s c u s s e dt h es t a t u so fp o l l u t e dd r i n k i n gw a t e ra n dt h e s t a n d a r d sf o rd r i n k i n gw a t a t h a v eb e e nm o r ea n dm o r es e r i o u s ，p o i n t e do u tt h a ti tw a s n e c e s s a r ya n du r g e n tt ot r e a tm i c r o p o l l u p t e dw a t e lt h r o u g ht h em l a l y s e so fd o m e s t i c a n df o l 两驴r e s e a r c ht h i sp a p e r p r o p o s e dt h en e c e s s i t ya n dr e a l i s t i cs i g n i f i c a t i o nt oa d o p t e n h a n c e dt r e a t m e n ti nm i c r o p o l l u p t e dw a t e r 1 1 l i sr e s e a r c hi sb a s e do na n a l y z i n gt h ee n h a n c e dc o a g n l a 主i o nm e c h a n i s mo f p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e s ，a h n m gt ov a r i o u sp o l l u t i o ns i t u a t i o n sa n dv a r i o u s w a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s e so fw a t e rf a c t o r i e s , p r o v i d i n gt h e o r e t i c a la n da p p l i c a b l eb a s i s f o rt h ep o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e sf o rv a r i o u sp o l l u t a n t sr e d u c t i o nf r o m “n k i n gw a t e r me x p e r i m e n t si n c l u d e dl a rt e s t sa n dp i l o tt e s t , a n db e t t e rs o l v e dt h e p r o b l e m sa b o u tt h r o w i n gl o c a l i t i e sa n dt h r o w i n gf o r m s me 筋c i e n c ya n dm e c h a n i s m s o fp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e sa n dr e m o v i n gp o l l u t a n t sf r o ms o l u t i o nh a v e b e e ni n v e s t i g a t e dw i t hv a r i o u se x p e r i m e n ：【a la n dc h a r a c t e r i z e dt e c h n i q u e s ，s t e a d i l y t h r o u g ht r i a l s ，p i l o tp l a n ts t u d i e sa n dp l a n tb ；t u d i e si n 口】r a c t i c c 如把e x p e r i m e n tw e r et a k e ni nt h e 丘f n ld o n g j i a n gp o t a b l ew a t e rt r e a t m e n tp l a n t , d o n g e h e n gw a t e rt r e a t m e n tp l a n ta n dz h o n g t a n gw a t e ri r e a l m e n tp l a n ti nd o n g g u a nf o r o n et e a r t h er e s u l to fe x p e r i m e n ts h o w st h a tt h ep o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e s h a se x c e l l e n te m c i e n c yo fe n h a n c e de o a g t f l a t i o na n dt h er e m o v a le f f i c i e n c yo fo r g a n i c m a t t e ri nt h ew a t e r i ti sm o r ea d v a n c e da n dh e a l t h i e rt h a np r e - c h l o r i n a t i o nw h i c hc a n b er e p l a c e db yp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e s 1 1 p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e c o m p o s i t e sh a ss o m ea d v a n t a g e st oa r i s es u d d e n l y - t h ee v e n to fw a t e rs u p p l y , s u c ha s g o o de f f e c to fc o a g n l a t i o n , r e s p o n s ei nt i m ea n ds i n a i lu n d u l a t i o n , t h e s ea e x t r e m e l y i m p o r t a n tt ow a t e rt r e a t m e n tp l a n t s s u c hm e c h a n i s m sa sp e r m a n g a n a t eo x i d a t i o n , m n 0 2c a t a l y s t q u a l i t y , m n c ha d s o r p t i o na n dm n 0 2s e e d i n g e n a b l ep o t a s s i u m p e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e se x h i b i t i n gg o o dp o t e n t i a lo fr e m o v i n gt u r b i d i t y ，o r g a n i c m a t t e r , i r o nc o n c e n t r a t i o na n dr e s i d l 】a im a n g a n e s ec o n c e n t r a t i o no ft h et r e a t e dw a t e r w h i c hc o u l da v o i df i l t e rg r i n sb e c o m i n gb l a c ka n df i l t e r sc l o g g i n g i ti sn o to n l y f e a s i b l ei nt e c h n o l o g yb u ta l s or e m a r k a b l ei ne c o n o m i cb e n e f i ta n ds o c i a le m c i e n c y c o n c l u s i v e l y ，t h et e c h n o l o g yo fp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e s ，w i t hs e v e r a l l 】l e c h a n i s n l sa so x i d a t i o n , a d s o r p t i o na n ds oo n , e x h i b i t sg o o de f f i c i e n c yo f 瑶m o v i n g p o l l u t a n t sf i o m “她w a t e r o nt h eo t h e rh a n d , t h i st e c h n o l o g y ，b e i n gh i g h l y e f f e c t i v e , e c o n o m i c a la n dc o n v e n i e n tt ob ee m p l o y e d , i sp r o m i s i n gt ot r e a tp o l l u t e d s o u r o ew a t e ra n dg m l a l l c a gp o l l u t a n t sr e m o v a lf r o md r i n k i n gw a t e r , a n di se s p e c i a l l y s u i t a b l et ob ee m p l o y e di nd e v e l o p i n gc o u n t r i e sa sc h i n a k e yw o r dp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ec o m p o s i t e s ：p r e - c h l o r i n a f i o me n h a n c e d c o a g t f l a t i o mt u r b i d i t yr e m o v a l ；o r g a n i cm a t t e rr e m o v r l 青岛理工大学工学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 引言 “水是生命之源。没有水，就没有未来。” 近年来，如何合理开发和利用水资源，使其适应人类可持续发展的需要，受 到了全球的极大关注。无论我们是谁，在哪里和做什么事情，我们都依赖水。我 们每天都需要它，我们需要它来制造食物，需要它来灌溉，需要它来维系我们的 生命。然而即使水资源这么重要，水环境状况还是没有得到根本的改善。 1 2 水环境状况 1 2 1 水资源状况 目前，我国年均水资源总量为2 8 1 2 4 亿m 3 ，居世界第6 位“，但由于入1 ：3 众 多，地域辽阔，人均水量仅为2 2 0 0 m 3 ，仅相当于世界人均的2 5 ，低于人均3 0 0 0 m 3 的轻度缺水标准，是世界上缺水的国家之一，且我国水资源在时空上分布不均。 目前，我国有4 0 0 多个城市缺水，其中有t 0 0 多个城市严重缺水。正常年份城市 缺水6 0 亿m 3 ，日缺水量达1 6 0 0 万m 3 。同时地下水多年超采，储量不足。预计 2 0 1 0 年后，我国将进入严重缺水期。 1 2 2 水体污染状况 水源水质是保证供水水质符合健康标准的基础。作为世界上第一人口大国和 最大的发展中国家，人口的不断增长和工业的发展使得人类社会活动不断扩大， 人们赖以生存的水环境污染日益加剧，水中对人体有害的物质不断增加。 我国主要的水体普遍受到不同程度的污染【2 】。2 0 0 3 年度长江、黄河、松花江、 珠江、海河、辽河、淮河等七大水系4 0 7 个重点监测断面中，有2 9 7 的断面属劣 v 类水质，3 2 2 的断面属、v 类水质，3 8 1 的断面满足i 类水质要求，七 大水系主要污染指标是石油类、生化需氧量、氨氮、高锰酸盐指数、挥发酚等。 其中尤以海河和辽河流域污染最重。 2 0 0 3 年度监测的2 8 个重点湖库中，满足类水质的湖库有1 个，占3 6 ； 青岛理工大学工学硕士学位论文 类水质湖库有6 个，占2 1 4 ；1 v 类水质湖库有7 个，占2 5 o ；v 类水质湖库 有4 个，占1 4 3 ；劣v 类水质湖库有1 0 个，占3 5 7 。滇池、太湖、巢湖等大 型湖泊都存在不同程度的富营养化污染；大型湖泊主要污染指标为氨氮、总磷和 生化需氧量等。密云水库、千岛湖、丹江口水库等大型水库尽管富营养化程度较 轻，但仍受到一定程度污染；大型水库的主要污染指标为总氮、总磷。地下水污 染区以人口密集和工业化程度较高的城市中心区为主，污染指标以铁、锰和“三 氮”较为突出。 据有关资料显示，全国工业和城镇生活废水排放总量逐年增加。由于8 0 以 上的污水未经处理就直接排入水域，已造成9 0 以上的城市水域严重污染，近5 0 的重点城镇水源不符合饮用水标准，就连城市地下水都有5 0 受到严重污染。水 中有毒有害的有机物闯题已经越来越突出，如致癌物的水污染闯题，一些城市饮 用水中已有2 0 多种致癌物。水资源不合理的开发利用，尤其是水污染的不断加重， 引起了普遍缺水和严重的生态后果。 大范围的水环境污染必然导致包括饮用水水源的污染。调查数据表明，饮用 水水源污染中8 5 以上为有机污染 3 1 ，有机污染物可分为天然有机物( n o m ) 与 人工合成有机物( s o c s ) 等两类。其中，s o c s 以其种类多、难降解、危害大、难 去除等特点而成为上世纪中叶以来最为严重的饮用水水源污染形式1 4 1 。到上世纪八 十年代，全世界已在天然水中检出2 0 0 0 多种化学污染物，1 9 8 7 年日本从饮用水中 检测出9 8 种化学物质，美国检测出7 0 0 多种有害物质。事实上，上个世纪六、七 十年代以来，美国、欧洲、日本等发达国家和地区都出现过严重的饮用水水源污 染的情况，其主要污染指标为农药等化学合成品、市政污水、农业污染等1 4 - 埘。 调查表明，我国辽河、海河、淮河、长江、黄河、黄浦江、松花江、珠江、 嘉陵江、湘江、官厅水库、太湖、巢湖、滇池等许多大中城市的重要水源地都检 测出不同程度和种类的s o c s 及重金属等污染物1 1 6 1 ，其中有不少属于美国国家 环保局( u s e p a ) 优先控制污染物。例如，上海黄浦江水中有机物种类至少在 5 0 0 7 0 0 种之间，g c m s 定性检出的2 1 8 种有机物中，属u s e p a 优先污染物达 3 9 种【1 7 1 0 此外，滇池、太湖、东湖、玄武湖等湖泊水体的氨氮、藻类及其代谢物 污染严重；某些地区地下水中氟、砷等无机污染物浓度严重超标。 2 青岛理工大学工学硕士学位论文 1 3 饮用水水质标准及发展 为了实现人们健康的饮水，各地区相应制定了越来越高的饮用水水质标准。 1 3 1 国际饮用水水质标准与发展 在世界各国的水质标准中，最具有代表性和权威性的是世界卫生组织( w h o ) 的 饮用水水质准则( g u i d e l i n e s f o r o r t n k i n g w a t e r q u a l i t y ) ，它是世界各国制定 本国饮用水水质标准的基础和依据。另外，还有比较有影响的美国安全饮用水 法案( s a f ed 6 n k i n gw a t e r a f t ) 和欧共体饮用水指令( e cd i r e c t i v e ) 。 世界卫生组织制定饮用水水质准则是世界各国制定水质标准的参考依据。 1 9 8 6 年实施的准则提出了6 1 项指标，1 9 9 3 年修订后提出1 3 5 项，1 9 9 8 年又发表 补充卷，将指标修改到1 3 2 项，更改了一些指标的限值，对某些指标增加了新的 科学依据和说明。 美国联邦环境保护局( u s e p a ) 于1 9 8 6 年颁布了安全饮用水法案修正案， 规定了实施饮用水水质规则的计划，制定了国家饮用水基本规则和二级饮用水 规则。该规则即为现行美国饮用水水质标准。 欧共体制定的饮用水水质标准称为e c 饮用水指令。1 9 8 0 年制定的8 0 7 7 8 e c 指令列出了6 6 项水质参数，分成微生物、有毒物质、过量的有害物质、理化参数 及感官参数和饮用软化水的最低浓度指标。该标准是欧洲各国制定本国国家标准 的重要参考。 国际饮用水水质标准的发展趋势是向着更加注重人们的健康安全的方向发 展。主要表现在以下几个方面： 1 对微生物的人体健康风险给予高度重视，美国把浊度列入微生物学指标，浊 度数值的规定从0 5 n t u ( 9 5 合格) 降低到0 3 n t u ( 2 0 0 2 年执行) ，这主要是从控 制微生物风险来考虑。 2 对消毒剂与消毒副产物愈来愈重视，世界卫生组织针对可能使用的不同消毒 剂列出了包括消毒剂与消毒副产物共3 0 项指标。而美国早在2 0 世纪7 0 年代初， 就率先开展了消毒副产物方面的研究，并专门制订了“消毒消毒副产物指令”。 3 对有毒有害物质指标制订更为严格。 4 世界卫生组织自1 9 9 6 年起，开始关注蓝藻毒素，淡水资源的富营养化与饮 3 青岛理工大学工学硕士学位论文 用水源的微污染已经成为备受关注的全球性问题。 国际先进水平的饮用水水质标准的提高是基于源水污染物越来越多，特别是 有机物带来的各种污染，通过提高水质检验技术，保证人们对健康用水要求。目 前处理技术发展主要是针对有机物的污染对出水水质的影响和两虫( 隐孢子虫和 贾第虫) 的去除，通过强化各工艺过程来达到目的。同时为了处理越来越复杂的 源水，也开始研究膜处理技术。 1 3 2 我国饮用水水质标准与发展 我国饮用水标准也经历了一个逐步发展完善的过程。我国于1 9 5 9 年颁布了第 一个饮用水水质标准，共1 6 项水质指标，主要考虑浊度、色度、臭味等感观性指 标：1 9 7 6 年，饮用水标准增加到2 3 项，重金属等毒理学指标被列入标准；1 9 8 5 年，我国根据具体国情提出了生活饮用水标准( g b 5 7 4 9 - - 8 5 ) ) ) ，该标准共有3 5 项指标，并包括了6 项有机物指标，在一定程度上反映了我国当时的水质标准的 发展趋势【堋。1 9 9 3 年，中国城镇供水协会制定了城市供水行业2 0 0 0 年技术进步 发展规划0 9 1 ，其特点在于将不同水司划分为不同类别，并相应执行不同标准， 具有较强的可操作性。发展规划对一类水司执行的标准调整到8 8 项，其中包 括3 8 项有机物指标；二类水司执行的标准增加到5 l 项，其中包括1 9 项有机物指 标；三、四类水司执行现行标准。 发展规划强调了有机物的危害，在较大程度 上和国际水质标准接轨。2 0 0 1 年，中国卫生部颁布生活饮用水卫生规范1 2 0 ， 将水质指标增加到9 6 项，迸一步向国际水平靠拢；2 0 0 5 年6 月1 日，中国已开始 实施城市建设行业标准城市供水水质标准c j f r 2 0 6 - 2 0 0 5 2 q 。总检测项目达1 0 1 项，其中常规检测项目4 2 项，非常规检测项目5 9 项。由国家标准委和卫生部联 合发布的生活饮用水卫生标准( g b 5 7 4 0 2 0 0 6 ) 将于2 0 0 7 年7 月1 日起实施， 检测指标增至1 0 6 项。 新标准针对工业废水和农药污染的趋势，增加了对有机污染物和农药的 检测项目；针对水处理中消毒剂使用状况，在提高消毒效果的同时，有效防范消 毒剂的负面影响，标准增加了对消毒副产物的检测项目，并作了更为严格的限制； 汲取国外的教训，增加了对原虫类病毒体的检测项耳，要求生活饮用水中不得含 有病原微生物。针对有机污染情况，新增有机物限值( c o d m n 2 5 - 4 4 总铁( m g l o 8 4 - i 4 6 当水体受到污染、有洪水的时候水质较差，浊度可达2 0 0 n t u ，氨氮达到2 m g l 以上，f c 的含量在1 2 - 4 8m g l ，m n 的含量1 1m g l 左右，甚至更高。 3 2 3 存在问题 三个水厂中，东莞五厂的源水水质条件最好，中堂水厂的源水水质条件最差， 东城水厂的源永水质条件居中。 三个水厂存在的主要问题是在现有的工艺下，出厂水浊度、u v 2 5 4 、c o d m n 、 铁、锰等常规指标的去除率难以提高，而为了使出厂水符合新的水质标准，三个 水厂都采用了较大的前加氯量，这样就势必会形成大量的氯消毒副产物。研究表 明，腐殖质等天然有机物为重要的消毒副产物生成前质，在预氯化及后氯化消毒 过程中会生成三卤甲烷等消毒副产物而导致出厂水致癌风险加大，因此必须尽可 能在加氯前即予以去除删。中堂水厂因源水水质条件比较差，除了加大了混凝剂 的投加量和投氯量以外，还投加了活性炭及石灰，增加了运行的成本且出水水质 仍然没有得到有效地改善。 当出现突发水质时，三个永厂多采取增加混凝剂投量和氯投量的办法应对， 没有形成有效迅速的反应机制。用增加混凝剂投量的方式来改善处理效果，不但 处理效果不理想，还使得水中的铝的剩余量也增高，不利于用水居民的身体健康。 氨氮在枯水期含量较高( 一般为0 6 - 2 0 m g l ，滤池去除率低，要去除需要消耗大 量的氯气。采用预氯化，虽可去除一定的有机物和起到助凝的效果，但同时产生 大量的卤代有机物( 为三致物质) ，这些物质在混凝、沉淀及过滤过程中也不能得 到有效的去除，使出厂水嗅味重，并存在一定的饮用健康隐患。所以在永质突发 状况单靠多投加混凝剂及消毒剂是不能完全解决问题的，需对其进行强化处理。 青岛理工大学工学硕士学位论文 3 3 投加方式与投加量的确定 3 3 1 投加方式的确定 高锰酸盐复合药剂与混凝剂投药方式的不同对混凝结果有一定的影响，该实 验旨在采用前投方式( 即p p c 先于混凝剂投加) 、同时投加方式( 即p p c 与混凝 剂一起投加) 、后投方式( 即p p c 后于混凝剂投加) 的实验方法，通过测定浊度， 确定在不同的水源水质条件下，高锰酸盐复合药剂采用哪种投加方式更好。由于 各水厂的实际条件有所不同，实验存在一定的差异。 表3 - 4 和图3 - 4 为第五水厂数据，比较的是同时投加方式与前投方式哪种更好。 表3 - 4 第五水厂投加方式对出水浊度的影响 编号 l2345 6 投加方式同时投加前投 p a c ( m g l ) 6 7 21 1 21 5 6 86 7 21 l 。21 5 6 8 p p c ( m g l ) 0 3 0 3o 3o 30 30 3 浊度( n t u )1 4 9 7 1 94 3 61 0 15 7 03 9 3 6 7 21 1 2 p a c 投量m g l 图3 - 4 第五水厂投加方式对出水浊度的影响 由表3 - 4 和图3 - 4 的数据可以看出，在实验条件下，前投方式的出水浊度要 比同时投加方式的出水浊度分别降低3 3 2 、1 3 3 、9 8 ，可见前投方式要比 同时投加方式的效果好。 6 4 2 0 8 6 4 2 o n工z毯爱*吾 青岛理工大学工学硕士学位论文 根据水厂的实际条件及考虑到投药点的选择情况，所以在第五水厂采用先加 高锰酸盐复合药剂预氧化的前投方式， 表3 - 5 和图3 - 5 为东城水厂数据，比较的是同时投加方式与前投方式哪种更好； 表3 _ 6 和图3 - 6 比较的是后投方式与前投方式哪种更好。 表3 - 5 东城承厂投加方式对出水浊度的影响( 1 ) 编号12 3 456 投加方式 同时投加前投 p a c ( m g l ) 2 o2 53 02 02 53 o p p c ( r a g l ) o 4o 40 4o 40 4o 4 浊度( n t u )1 7 21 2 28 71 6 11 0 97 4 * 丑 22 53 p a c 投量m s l 图3 - 5 东城水厂投加方式对出水浊度的影响( 1 ) 表3 - 6 东城水厂投加方式对出水浊度的影响( 2 ) 编号 1 23456 投加方式后投 前投 p a c ( m g l ) 2 0 2 53 02 02 53 0 p p c ( m g l ) o 4o 4 0 4 o 40 4 0 4 浊度( n t u ) 2 2 4 2 0 o1 4 ，8 1 6 1 1 0 06 8 培m h j m 8 6 4 2 o 昌z 趟爱 22 5 p a c 投量m g l 图3 - 6 东城水厂投加方式对出水浊度的影响( z ) 由表3 5 和图3 - 5 可以看出，在相同的实验条件下，前投方式下的出水浊度 比同时投加方式的出水浊度下降了6 5 - 1 4 9 ，可见前投方式要比同时投加方式 好。由表3 _ 6 和图3 6 可以看出，在相同的实验条件下，前投方式的出水浊度比 后投方式的出水浊度下降了2 8 1 - 5 4 1 ，可见前投方式要比后投方式好。 综上所述，在东城水厂采用先加高锰酸盐复合药剂预氧化的前投方式。 襄3 7 和图3 7 为中堂水厂数据，比较的是同时投加方式与前投方式哪种更好； 表3 8 和图3 - 8 比较的是同时投加方式与前投方式哪种更好。 表3 7 中堂水厂投加方式对出水浊度的影响( 1 ) 编号123456 投加方式同时投加 前投 p a s ( m g l ) 1 7 9 4 1 7 9 41 7 9 41 7 9 41 7 9 41 7 9 4 p p c ( 口g l ) o t 2 0 4o | 60 20 4 o t6 浊度( n t u )5 75 34 46 15 54 7 ；! 写 墙 m 5 d 量趟爱*习 ! 璺罂三銮耋三耋璺圭兰笙堡蚤 o 20 40 6 p p c 投t m g l 图3 7 中堂水厂投加方式对出水浊度的影响( 1 ) 表3 - 8 中堂水厂投加方式对出水浊度的影响( 2 ) 编号 l23456 投加方式同时投加后投 p a s ( m g l ) 1 7 9 41 7 9 41 7 9 41 7 9 41 7 9 41 7 9 4 p p c ( m g l ) 0 2o 4o 6o 2o 4o 6 沉后水浊度( n t u ) 5 55 3 4 2 4 64 53 6 0 20 40 6 p p c 投量m g l 图3 - 8 中堂水厂投加方式对出水浊度的影响( 2 ) 7 6 5 4 3 2 1 o 基趟爱簧丑 6 5 4 3 2 1 0 fl宝型爱*习 青岛理工大学工学硕士学位论文 由图3 7 和图3 - 8 的数据可以看出，在混凝剂的投加量为1 7 9 4 m g l 时，高 锰酸盐复合药剂投加量为0 2 m g l 、0 4 m g l 、0 6 m g l ，采用同时投加方式时的出 水浊度要比采用前投方式时的出水浊度分别降低6 6 、3 6 、6 4 ，可见同时 投加方式要比前投方式的效果好；在同样条件下，采用后投方式时的出水浊度为 要比采用同时投加方式时的出水浊度分别降低1 6 ，4 、1 5 。1 、1 4 3 ，可见后投 方式比同时投加方式的效果好。 综上所述，在中堂水厂采用了先投加混凝剂，再投加高锰酸盐复合药剂的后 投方式。 通过三个水厂投加方式的对比试验，可以看出对于第五水厂和东城水厂，采 用前投的方式比较好；而对于中堂水厂，采用后投的方式比较好。后续的实验阶 段，在各个水厂分别采用以上投加方式进行。 3 3 2 高锰酸盐复合药剂最佳投量分析 混凝效果的好坏，直接影响沉淀池出水的浊度，进而影响后续处理单元的处理 效果。该部分实验旨在通过对不同高锰酸盐复合药剂投加量下的指标进行比较， 从而得出各水厂适用的最佳高锰酸盐复合药剂投加量。 表3 9 、图3 - 9 和图3 1 0 是第五水厂数据，主要考察的是不同混凝剂投量下 p p c 投加量对出水浊度的影响。 表3 - 9 第五水厂不同混凝剂投量下p p c 投加量对出水浊度的影响 水样编号 123456 p a c 投加量( m g l ) 5 45 45 45 45 45 4 第 p p c 投加量( m g l ) 0 00 10 20 30 4o 5 _ 沉后水浊度( n t u ) 2 2 51 8 21 7 61 6 31 5 91 5 9 组 滤后水浊度( n t u ) 1 7 81 3 9l 1 10 9 5o 7 4o 7 2 p a c 投加量( m g l ) 6 o6 06 06 o6 o6 o 第 _ p p c 投加量( m g l ) o 00 1o 2o 30 4o 5 - 沉后水浊度( r c r u ) 1 4 71 3 31 2 81 2 61 2 61 2 4 组 滤后水浊度( 肌i ) 0 8 80 6 9 0 5 4 o 4 90 4 40 4 3 童璺罂三銮耋三耋璺圭茎堡篁兰 p a c 投加量( m g l ) 6 66 66 66 66 6 6 6 第 = ： p p c 投加量( m g l ) 0 00 1o 2o 3o 4 o 5 沉后水浊度( 肌j ) 1 1 61 1 51 0 51 0 91 1 o1 1 3 组 滤后水浊度( n t u ) o 5 90 5 10 3 70 3 4o 3 30 3 4 2 2 5 j2 0 越 弘5 怛 嚣1 5 1 2 5 1 0 2 1 6 皇1 2 毯 嫠 簧 鉴o 8 0 4 0 o0 10 2 0 30 40 5 p p c 投加量r a g l 图3 - 9 第五水厂不同f a c 投量下对沉后水浊度的强化去除曲线 00 10 20 30 40 5 p p c 投加量m g l 图3 - 1 0 第五水厂不同p a c 投量卞对滤后水浊度的强化去除曲线 青岛理工大学工学硕士学位论文 由表3 - 9 的数据可以看出，在固定混凝剂投加量时，随着高锰酸盐复合药剂 投加量的增加，沉后水浊度会保持着一定的下降趋势。因为水厂最后出水是滤后 水，所以重点考察滤后水，通过图3 - 1 0 我们可以看到，随着高锰酸盐复合药剂投 加量的增加，滤后水浊度一直在下降，特别是在混凝剂投加量较小的时候，滤后 水浊度下降的速度更快，幅度更大；随着混凝剂投加量的增加，再增大高锰酸盐 复合药剂的投加量，滤后水浊度的下降速度开始减慢，但投加高锰酸盐复合药剂 比单投混凝剂时，滤后水的浊度仍有一定幅度的下降。 因为在不同混凝剂投加量时，随着高锰酸盐复合药剂投加量的增加，出水浊 度的下降趋势是相同的，所以我们可以使用较低混凝剂投加量时的最佳复合药剂 投加量来确定该水质条件下的复合药剂投加量，综合以上三组实验的数据，我们 可以看到在高锰酸盐复合药剂投加量为0 4 m g l 时，滤后水浊度基本达到最低， 与投加量为0 5 m g l 的滤后水浊度保持在一个水平，所以我们认定在该水质情况 下，商锰酸盐复合药剂的最佳投加量为0 4 m g l 。 表3 1 0 和图3 1 l 是东城水厂数据，主要考察的是不同混凝剂投量下p p c 投加 量对出水浊度的影响。 表3 1 0 东城水厂不同混凝剂投量下p p c 投加量对出水浊度的影响 第p a c ( m g l ) 6 o6 o6 06 06 06 ，0 - p p c ( m g l ) 00 2o 40 60 81 o 组 沉后水浊度( n t u ) 4 44 o3 63 33 53 7 第 p a c ( m g l ) 3 03 03 03 o3 o3 o - p p c ( m g l ) o o 20 4o 6 o 8 1 o - 组 沉后水浊度( n t 0 ) 1 1 4 1 0 89 4 9 09 3 9 5 第 p a c ( m g l ) 4 0 4 o 4 04 04 0 4 o = ： p p c ( g l ) 0 0 2 o 40 6o 8 1 o 组 沉后水浊度( n t u ) 6 6 6 15 4 5 o 5 0 5 4 青岛理工大学工学硕士学位论文 00 20 40 60 8l 0 p p c 投加l ：m g l 图3 - 1 1 东城水厂不同p a c 投量下对沉后水浊度的强化去除曲线 图3 一1 1 给出了高锰酸盐复合药剂不同投加量对三组不同水质情况下沉后水浊 度的影响规律。由图3 一1 1 可以看出，投加高锰酸盐复合药剂的沉后水浊度比单独 使用聚合氯化铝混凝效果要好，随着高锰酸盐复合药剂投量的增多，沉后水浊度 逐渐下降。当高锰酸盐复合药剂投量在0 6m g l 时效果最佳，第一组，沉淀后水 浊比单投聚合氯化铝从1 1 4n t u 下降到9 0n t u ，下降了2 4n t u ，去除率提高了 2 1 1 ；第二组，沉淀后水浊比单投聚合氯化铝从6 6n t u 下降到5 0n t u ，下降 了1 6n t u ，去除率提高了2 4 2 ；第三组，沉淀后水浊比单投聚合氯化铝从4 4 n t u 下降到3 3n t u ，下降了1 1n t u ，去除率提高了2 5 o ；去除率都提高2 0 以上。 再随着复合药剂投量的增加，沉淀后水浊度下降缓慢甚至略有上升。结果表明，投 加高锰酸盐复合药剂可显著提高混凝效果，有利于混凝除浊，且投加量在0 6m g l 时最佳。 表3 1 1 和表3 1 2 是中堂水厂数据，考察p p c 投加量与出水浊度的关系。 ： 表3 - 1 1 中堂水厂p p c 投加量与出水浊度的关系( 1 ) 编号 l23 456 p a s ( m g l ) 1 4 6 71 4 6 71 4 6 71 4 6 7 1 4 6 71 4 6 7 p p c ( g d 00 20 4 o 81 21 6 沉后水浊度( n t u ) 6 86 46 03 83 4 3 9 o o o o o o 2 o 8 6 4 2 fl工n趟爱*哩蟮 青岛理工大学工学硕士学位论文 因为中堂水厂实验阶段水质较差且变化不明显，所以选用了聚合硫酸铝投加 量为1 4 6 7m g l 时的情况作为代表。通过上述实验可以看出，高锰酸盐复合药剂 的最佳投量在0 8m g 几至1 2m g l 左右，为进一步确定最佳投量的具体数值， 现进行更细致的划分实验。 在六联搅拌机上，l 至6 号分别投加聚合硫酸铝，投加量为1 4 6 7 m g l ，分别 投加高锰酸盐复合药剂，投加量为o m g l 、0 2 m g l 、0 4 m g l 、0 6m g l 、0 8m g l 、 1 o m g l ，实验采用后投方式进行混凝反应，沉淀l o m i n 后，取得水样，测定浊度。 具体结果如下： 表3 - 1 2 中堂水厂p p c 投加量与出水浊度的关系( 2 ) 编号 l23456 p a s ( m g l ) 1 4 6 7 1 4 6 7 1 4 6 71 4 6 71 4 6 71 4 6 7 p p c ( g l ) 0 0 2 0 4o 6o 81 o 沉后水浊度( n t u )7 67 16 2 5 84 94 7 通过上述实验可以看出，高锰酸盐复合药剂对于沉后水浊度的去除有明显效 果，随着投加量的增大，下降速度减缓，在高锰酸盐复合药剂投加量为1 0m g l 时，下降幅度己不明显。在高锰酸盐复合药剂投加量为o 8m g l 时，此时相较于 没有投加高锰酸盐复合药剂的降幅已达到3 5 5 。 综合上述两个实验可以看出，在高锰酸盐复合药剂的投加量为0 8m g l 时， 沉后水的浊度已经有了较大幅度的下降，且继续增加高锰酸盐复合药剂的投加量， 下降的幅度已经不明显，故将高锰酸盐复合药剂的最佳投量确定在0 8m g l 。 通过以上对高锰酸盐复合药剂投加量的比较实验可以得出，第五水厂采用的 投加量为0 4 。m g l ，东城水厂采用的投加量为0 6m g l ，中堂水厂采用的投加量 为o 8m g l 。 3 4 高锰酸盐复合药剂对各项指标的控制作用 3 4 1 高锰酸盐复合药剂对沉后水的强化助凝作用 该实验旨在通过在高锰酸盐复合药剂投加量不同的条件下，分别投加不同量 的混凝剂进行对比实验，对浊度进彳亍测定，研究高锰酸盐复合药剂对沉后水的强 化助凝作用。 3 l 薹璺罂三銮主苫主量圭：堡兰兰 图3 一1 2 是第五水厂的实验结果，考察p p c 对沉后水浊度的强化效应。 2 5 2 0 。 螽1 5 霎 鉴1 0 5 o 6 7 28 9 61 1 21 3 4 41 5 6 81 7 ，9 2 聚合氯化铝投量, g l 图3 - 1 2 第五水厂p p c 对沉后水浊度强化效应 图3 一1 3 是东城水厂的实验结果，考察p p c 对沉后水浊度的强化效应。 34567 聚合氯化铝投量醒l 图3 - 1 3 东城水厂p f c 对沉后水浊度强化效应 图3 - 1 4 是中堂水厂的实验结果，考察p p c 对沉后水浊度的强化效应。 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 ；皇憾爨繁妲蚌 青岛理工大学工学硕士学位论文 曼 世 蘑 * 世 蛙 1 31 4 31 5 61 6 91 8 z 聚合硫酸铝投量n g l 图3 - 1 4 中堂水厂p p c 对沉后水浊度强化效应 在比较投加方式阶段，可以初步看出，投加高锰酸盐复合药剂可以在一定程 度上降低沉后水的浊度。该阶段对这一结论进行了更深入的实验和分析。由图 3 - 1 2 、3 - 1 3 、3 - 1 4 可以看出，对于三个水厂来说，投加高锰酸盐复合药剂后，沉 后水的浊度比单加混凝剂时呈现整体下降趋势。在混凝剂投量比较小的时候，这 种趋势更加明显，沉后水浊度有较大的降幅。在图3 - 1 2 中，当混凝剂投加量为 6 6 7 m g l 时，复合药剂投加量为0 i m g l 、0 4 m g l 时的降幅分别1 2 0 7 和2 5 ； 在图3 1 3 中，当混凝剂投加量为5 m g l 时，复合药剂投加量为0 2 m g l 、0 6 m g l 肘的降幅分别7 和2 8 ；在图3 - 1 4 中，当混凝剂投加量为1 4 3 r a g l 时，复合药 剂投加量为0 4 m g l 、0 8 m g l 时的降幅分别2 5 和4 4 。在同样的出水水质要求 下，投加高锰酸盐复合药剂可以大大降低混凝剂的投加量。图3 1 2 中在沉后水浊 度达到4 n t u 左右时，投加高锰酸盐复合药剂0 。4 l g l 可使原有混凝剂的投加量减 少1 4 3 ；图3 - 1 3 在沉后水浊度达到4 n t u 左右时，投加高锰酸盐复合药剂 0 6 m g l 可使原有混凝剂的投加量减少2 8 6 ；图3 1 4 在沉后水浊度达到4 n t u 左右时，投加高锰酸盐复合药剂0 8 m g l 就可使原有混凝剡的投加量减少1 3 。 通过实验数据可以看出，高锰酸盐复合药剂在对沉后水的强化助凝作用方面 有着很大的优势，可以起到既减少原有混凝剂投量而又不使水质变差的作用，这 对于水厂的经济效益和质量效益都有着很大的好处。 8 6 4 2 o 8 6 4 2 青岛理工大学工学硕士学位论文 3 4 2 高锰酸盐复合药剂对滤后水的强化助滤作用 该实验旨在通过在高锰酸盐复合药剂投加量不同的条件下，分别投加不同量 的混凝剂进行对比实验，测定滤后水的浊度，研究高锰酸盐复合药剂对滤后水的 强化助滤作用。 图3 - 1 5 是第五水厂的实验结果，考察p p c 对滤后水浊度的强化效应。 1 。8 曩0 e 耄 墨0 。4 。：2 o 6 7 28 9 61 1 21 3 4 41 5 6 81 7 9 2 聚合氯化铝投量 m g l 图3 - 1 5 第五水厂p p c 对滤后水浊度的强化效应 图3 1 6 是东城水厂的实验结果，考察p p c 对滤后水浊度的强化效应。 宝 型 趟 * 也 罄 4 o 8 01 2 0 1 6 o2 4 0 聚合氯化铝投加量( m g l ) 青岛理工大学工学硕士学位论文 图3 - 1 6 东城水厂p p c 对滤后水浊度的强化效应 图3 - 1 7 是中堂水厂的实验结果，考察p p c 对滤后水浊度的强化效应。 星 型 爱 * 妲 嚣 1 31 4 31 5 61 6 91 8 2 聚合硫酸铝投量 m g l 图3 1 7 中堂水厂p p c 对滤后水浊度的强化效应 图3 - 1 5 、图3 - 1 6 、图3 - 1 7