（高麗瓊 張宇峰 張朝暉 楊林洋 經(jīng)倩楠）

摘要： 選擇聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS）作為混凝劑，聚丙烯酰胺（PAM）作為助凝劑，對(duì)海河水在低溫條件下的濁度去除及CODMn去除進(jìn)行研究. 結(jié)果表明，PFS 對(duì)于海河水濁度和CODMn去除性能較好， 其最佳投加量為20 mg/L； 添加助凝劑PAM 可以改善絮凝體的沉降性能， 但不能提高混凝沉淀過(guò)程對(duì)水體濁度和CODMn的去除性能.

關(guān)鍵詞： 低溫混凝； 海河； 聚合氯化鋁（PAC）； 聚合硫酸鐵（PFS）

中圖分類號(hào)： XS22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671－024X（2008）06－0041－03

Optimizing selection of coagulant for treatment of low temperature raw water of Tianjin Haihe River

GAO Li-qiong1，2， ZHANG Yu-feng1，2， ZHANG Zhao-hui2， YANG Lin-yang2， JING Qian-nan2

（1. Key Laboratory of Hollow Fiber Membrane Material and Membrane Process of Ministry of Education， Tianjin

Polytechnic University， Tianjin 300160， China； 2. School of Material Science and Chemical Engineering， Tianjin

Polytechnic University， Tianjin 300160， China）

Abstract： The removal effects of turbidity and COD from raw water of the Haihe River in low temperature by using polyaluminum chloride （PAC）， poly-ferric sulfate （PFS）and cationic poly-acrylamide （PAM） are studied ． The results indicate that PFS can efficiently remove turbidity and COD from raw water and the best PFS dosage is 20 mg ／ L； when coagulant aid PAM is used， the sedimentation performance of flocl is improved， but there is no obvious improvement for removal of turbidity and COD．

Key words： coagulant under low temperature； the Haihe River； PAC； PES

海河水是天津市工業(yè)用水的主要來(lái)源，該水源在冬春季節(jié)為低溫低濁水. 低溫條件時(shí)，由于水粘度變大，水中雜質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)減慢影響絮凝體的成長(zhǎng)，使得傳統(tǒng)混凝劑的混凝除濁效能明顯低于常溫時(shí)[1~5]，因此有必要篩選適合于處理低溫海河水的混凝劑. 本文針對(duì)天津海河水質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)試驗(yàn)探討在低溫條件下對(duì)海河水濁度和CODMn 去除性能較好的混凝劑及其投加條件.

1 試驗(yàn)部分

1．1 試驗(yàn)水質(zhì)

試驗(yàn)用水均采自天津海河，試驗(yàn)期間海河取水口水質(zhì)變化情況如表1 所示.

1．2 試驗(yàn)方法

混凝試驗(yàn)在MY3000-6 型智能型混凝試驗(yàn)攪拌儀上進(jìn)行，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程分為3 個(gè)階段：①快速混合階段，攪拌速度120 r/min，混合時(shí)間1 min，GT 值（反應(yīng)的水力條件）2 436.0；②絮凝階段，攪拌速度30 r/min，混合時(shí)間20 min，GT 值8 436.0；③沉降階段，靜置沉降時(shí)間15 min. 沉降階段結(jié)束后，取上清夜分別測(cè)定濁度和CODMn.

1．3 指標(biāo)測(cè)試

采用HX-S026-B 型濁度儀直接測(cè)定濁度，采用高錳酸鉀法測(cè)定CODMn.

2 結(jié)果與討論

2．1 不同混凝劑投加量的探討

聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS）是兩種常用的混凝劑，圖1 反映了低溫條件下兩種混凝劑單獨(dú)投加時(shí)的混凝效果.

由圖1 可以看出：在相同的投加量下，投加PFS的水體礬花沉降速度明顯快于PAC. 隨著PAC 投加量的增加，礬花主體沉降速度總體上呈加快趨勢(shì)；當(dāng)投加量大于80 mg/L 時(shí)，礬花沉降速度基本不再變化. 而隨著PFS 投加量的增加，礬花主體沉降時(shí)間逐漸縮短，在投加量為40 mg/L 時(shí)沉降速度達(dá)到最快，之后又呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)；當(dāng)PFS 投加量增大到80 mg/L時(shí)，出現(xiàn)明顯的膠體過(guò)穩(wěn)現(xiàn)象，礬花沉降性能變差.

圖2、圖3 反映了在不同投加量下，PAC 與PFS 對(duì)濁度和COD 的去除效果.

由圖2 可以看出：隨著PAC 投加量的增加，其對(duì)濁度的去除率一直呈上升趨勢(shì)，當(dāng)投加量為60 mg/L時(shí)，去除率已達(dá)到78.71%，之后去除率緩慢上升. 而PFS 的投加量為20 mg/L 時(shí)對(duì)濁度的去除率就已迅速上升至81.07%，之后隨著PFS 投加量增大去除率的變化趨于平緩；當(dāng)投加量達(dá)到60 mg/L 時(shí)，去除率增加至86.29%，之后去除率急劇下降，其原因還是PFS 投加量過(guò)大引起水體過(guò)穩(wěn)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化，濁度升高.

圖3 表明：隨著PFS 投加量的增加，CODMn 的去除效果呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，且在投加量為20 mg/L 時(shí)去除率已迅速上升至31.81%，之后變化趨于平緩. 而對(duì)于投加PAC 的試驗(yàn)，CODMn 的去除率較低，最高去除率僅17.44%，且去除效果不是很穩(wěn)定，去除率出現(xiàn)先增加后下降，而且下降趨勢(shì)很快的情況. 兩種混凝劑對(duì)CODMn 的最大去除率均出現(xiàn)在投加量為80 mg/L時(shí)，但PFS 比PAC 的去除率高兩倍.

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果分析，不論是對(duì)礬花沉降效果還是對(duì)濁度和CODMn 的去除率，低溫條件下的最佳混凝劑均為PFS，綜合考慮處理效果及經(jīng)濟(jì)性，確定其最佳投加量為20 mg/L.

2．2 助凝劑聚丙烯酰胺對(duì)濁度及CODMn去除的影響

聚丙烯酰胺（PAM）是水處理中常用的助凝劑之一，圖4 反映了低溫條件下添加PAM 對(duì)混凝效果的影響.

由圖4 可以看出：不論是對(duì)于PAC 還是對(duì)于PFS，添加PAM 后礬花的沉降性能均有了一定程度的改善，礬花主體沉降時(shí)間隨著PAM 投加量的增加都在逐漸減小，且PAM 對(duì)投加PAC 的礬花沉降速度的改善頗為明顯. 但出水濁度去除率隨著PAM 投加量的增加不但沒(méi)有增加，反而有降低的趨勢(shì). PAC 投加量一定時(shí)，出水濁度去除率隨著PAM 投加量的增加一直在緩慢下降；而PFS 投加量一定時(shí)，出水濁度去除率在PAM 投加量為1 mg/L 時(shí)出現(xiàn)略微升高，而后便持續(xù)下降. 投加不同量PAM 時(shí)對(duì)CODMn 的去除率也沒(méi)有出現(xiàn)明顯改善，CODMn 的去除率隨PAM 投加量的增加呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，但幅度不大. 總體來(lái)看投加PAM 不僅沒(méi)有提高對(duì)CODMn 的去除率反而使其略有下降.

 

所以，采用PFS 作混凝劑時(shí)，投加PAM 對(duì)出水濁度和CODMn 的去除效果沒(méi)有明顯改善，只是在一定程度上改善了礬花的沉降性能. 同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性，其投加量定為1 mg/L.

3 結(jié)論

（1） 低溫條件下，相同投加量時(shí)PFS 對(duì)濁度和CODMn 的去除效果明顯好于PAC，PFS 礬花的沉降性能也明顯好于PAC .

（2） 添加助凝劑PAM 雖然能夠明顯改善絮凝體的沉降性能，但不能提高混凝沉淀過(guò)程對(duì)水體濁度和CODMn 的去除性能，反而使CODMn 的去除率略有降低.

（3） 低溫條件下，能夠有效削減海河水濁度和CODMn 的最佳混凝劑為PFS，其最佳投加條件為PFS20 mg/L，PAM 1 mg/L.

參考文獻(xiàn)：

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[2] 楊海燕，左金龍，吳菁，等. PAFS 混凝劑處理南方低濁水的混凝試驗(yàn)研究[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，22 （5）:31-34.

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作者簡(jiǎn)介：

高麗瓊（1982—），女，碩士研究生；

張宇峰（1962—），男，教授，導(dǎo)師.