投加藥劑對氣浮沉淀工藝的影響

摘要：氣浮沉淀裝置是在沉淀池基礎(chǔ)上加以改進，將氣浮和沉淀有機結(jié)合在同一構(gòu)筑物內(nèi)的新池型。它具有沉淀池和氣浮池的雙重特點和作用，氣浮工藝可以很好地處理低溫、低濁水及高藻水。浮沉池工藝的影響因素很多，本文主要研究了投加藥劑對氣浮沉淀工藝的影響，確定了最佳的加藥量和加藥方式。

關(guān)鍵詞：氣浮沉淀裝置 沉淀工藝 投加藥劑

中圖分類號：X7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0102-02

1 氣浮沉淀裝置的原理

氣浮沉淀裝置是在沉淀池基礎(chǔ)上加以改進，將氣浮和沉淀有機結(jié)合在同一構(gòu)筑物內(nèi)的新池型。它具有沉淀池和氣浮池的雙重特點和作用，氣浮工藝可以很好地處理低溫、低濁水及高藻水[1]。沉淀依靠顆粒絮凝長成大而重的絮粒下沉達到去除效果，氣浮借助于微氣泡的作用，在絮粒成長到可以被上升的微氣泡粘附住后攜其浮至水面，達到去除效果[2]。當原水水質(zhì)為低溫低濁、低濁或藻類等含量較高時，可以運行氣浮工藝；當濁度升高，或濁度持續(xù)很高時，氣浮工藝不能取得很好的效果時，則改換運行沉淀工藝，解決水質(zhì)波動時設(shè)備適應(yīng)性差，導致出水水質(zhì)惡化等問題[3]。在中國北方地區(qū)得到了一定的應(yīng)用[4]。

浮沉池工藝的影響因素很多，原水水溫和濁度，混凝條件，溶氣系統(tǒng)，配、集水系統(tǒng)，水力負荷與脫氣系統(tǒng)，斜管（板）裝置，排渣、排泥系統(tǒng)[5]等。本文主要研究投加藥劑對氣浮沉淀工藝的影響。

試驗用原水水質(zhì)見表1。

2 絮凝劑的選型及最佳投加量的確定

試驗藥劑的選擇與投加量對氣浮沉淀工藝的運行效果起著非常重要的作用，氣浮沉淀工藝是一種快速高效的分離技術(shù)，要求混凝過程能快速完成而且絮凝劑能快速均勻的擴散于水中，以便在較短的時間內(nèi)使水中膠體脫紊或絮凝，能達到快速凈水的目的。因此，試驗選用三氯化鐵、聚合氯化鋁（PAC）兩中常見的絮凝劑，進行絮凝劑投加量的優(yōu)化試驗。試驗中聚合氯化鋁（PAC）的投加量（AI2O3的含量計）分別為10，20，30，40，50，60，70mg/L，而三氯化鐵（以Fe的含量計）分別為10，20，30，40，50，60，70mg/L，我們進行多組試驗取其平均值，試驗結(jié)果：當原水濁度為40～50NTU之間，隨著聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵的投藥量不斷增加，出水濁度均先不斷減小，其去除率不斷增加，聚合氯化鋁（PAC）的投加量為40mg/L時，氣浮出水濁度最低為0.5～0.7NTU，濁度去除率大于98%。三氯化鐵的投加量為50mg/L時，氣浮出水濁度最低為0.9～1.1NTU，濁度去除率小于98%。所以，從對濁度的去除效果，以及經(jīng)濟角度出發(fā)，考慮到制水成本，我們認為聚合氯化鋁（PAC）優(yōu)于三氯化鐵，其最佳投加量為40mg/L。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵對CODMn的處理效果，聚合氯化鋁（PAC）對CODMn的處理效果明顯優(yōu)于三氯化鐵對CODMn的處理效果。且改變聚合氯化鋁（PAC）的投加量對CODMn的處理效果有一定的影響，當投加量為30mg/L時，對CODMn的去除率達到最大為50%左右。隨著投加量的增大，對CODMn的去除率的逐漸趨于平緩。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵對藻類理效果，聚合氯化鋁（PAC）對藻類的處理效果優(yōu)于三氯化鐵對藻類理效果。當聚合氯化鋁（PAC）的投加量小于40 mg/L時，對藻類的去除率影響較大。當聚合氯化鋁（PAC）的投加量大于40mg/L時，對藻類的去除率可以達到98%以上。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵在各自的最佳投藥量為40mg/L和50mg/L的情況下，比較其對濁度、CODMn、藻類的去除效果。圖結(jié)果表明，兩種不同的絮凝劑對氣浮的處理效果并不完全相同，聚合氯化鋁（PAC）對濁度、CODMn、藻類的去除率要優(yōu)于三氯化鐵，因此選用聚合氯化鋁（PAC）作為絮凝劑較為理想。

3 兩種藥劑聯(lián)合投加及最佳投藥量的確定

試驗采用聚合氯化鋁（PAC）、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，探討兩種藥劑聯(lián)合投加的處理效果。試驗采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，分別投加0.5、0.8、1.0mg/L高錳酸鉀進行試驗，我們進行多組試驗取其平均值進行試驗分析，試驗原水平均濁度40.8NTU，氨氮平均含量為8.26mg/L，CODMn平均含量為9.56mg/L，藻類平均含量為1084×104個/L。

圖1是對氨氮的去除效果，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.5mg/L時，對氨氮的平均去除率較低為8%；高錳酸鉀投加量為0.8mg/L和1.0mg/L時，對氨氮的去除率比較接近，投加量為0.8mg/L時，去除率最高為24%。

圖2是對CODMn的去除效果，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.8mg/L時，對CODMn的平均去除率最高為54%；

對藻類的去除效果，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.8mg/L時，對藻類的平均去除率為97%；高錳酸鉀投加量為1mg/L時，對藻類的平均去除率也很高，但運行中發(fā)現(xiàn)，其出水色度略高。

在對濁度的去除效果中，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.5mg/L時，對濁度的平均去除率最高為98.7%；隨著高錳酸鉀投加量的增大，出水濁度增大，通過上述試驗表明，采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，聯(lián)合投加0.8mg/L高錳酸鉀，對原水藻類、CODMn、氨氮的去除效果較好。

4 三種藥劑聯(lián)合投加及最佳投藥量的確定

試驗采用聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，通過多種藥劑的協(xié)同作用，進一步提高氣浮沉淀工藝對CODMn、氨氮、藻類的去除率。試驗采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，投加0.8mg/L高錳酸鉀，分別投加2，3，4，5，6，7mg/L次氯酸鈉進行投加量的優(yōu)化試驗，試驗原水平均濁度52.3NTU，氨氮平均含量為9.24mg/L，CODMn平均含量為9.56 mg/L，藻類平均含量為1084×104個/L。我們進行多組試驗取其平均值，試驗結(jié)果如圖3至圖6。

圖3是對氨氮的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對氨氮的去除率不斷增大，當次氯酸鈉進行投加量6mg/L時，對氨氮的去除率達到30%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率提高不明顯。

圖4是對CODMn的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對CODMn的去除率不斷增大，當次氯酸鈉進行投加量5mg/L時，對氨氮的去除率達到70%左右，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率提高不明顯。

圖5是對藻類的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對藻類的去除率不斷增大，當次氯酸鈉進行投加量6mg/L時，對藻類的去除率達到98%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率略有下降。

圖6是對濁度的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對濁度的去除率不斷增大，當次氯酸鈉進行投加量6mg/L時，對濁度的去除率達到98%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率略有下降。

綜上所述，聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，可以提高氣浮沉淀工藝對珠江原水的處理效果，最佳投藥量為：聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

5 藥劑的投加對氣浮沉淀工藝的影響分析

本試驗選取聚合氯化鋁（PAC）等比較常用的絮凝劑，并借鑒自來水廠的經(jīng)驗選擇合適的藥劑，進行了大量藥劑及其投加量的優(yōu)化試驗。試驗確定了微污染原水水質(zhì)條件下，氣浮沉淀工藝處理效果較好的藥劑為聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種藥劑。聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加，其最佳投藥量為聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

試驗結(jié)果表明：聚合氯化鋁（PAC）對去除原水濁度具有較好的效果，去除率可以達到98%，對藻類的去除率可以達到98%，但對CODMn的去除率僅為50%左右。當聚合氯化鋁（PAC）、高錳酸鉀兩種藥劑聯(lián)合投加時，對CODMn的去除率達到54%，略有提高，對氨氮的去除率可以達到20%，由此可知，高錳酸鉀對去除CODMn和氨氮有一定的輔助作用。但在這種運行方式下，出水濁度增大，大于1NTU，藻類的去除率也略有下降。當聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種藥劑三種藥劑聯(lián)合投加時，對CODMn、氨氮的去除率均有大幅度提高，對CODMn的去除率可以達到70%，對氨氮的去除率達到30%以上，對濁度和藻類的去除率也趨于穩(wěn)定，達到98%以上，處理效果明顯。在試驗水質(zhì)條件下，氣浮沉淀工藝處理效果較好的藥劑為聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉以及高錳酸鉀。聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加，其最佳投藥量為聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6.0mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

參考文獻

[1] 王靜超，馬軍，王靜海.氣浮凈水技術(shù)在給水處理中的應(yīng)用及研究概況[J].工業(yè)水處理，2004.

[2] 梁恒，張克峰，王永磊，等.浮沉池工藝在北方地區(qū)水庫水處理中的應(yīng)用[J].凈水技術(shù)，2010.

[3] 李永紅，汪立飛，李彥春，等.氣浮處理含藻水庫水的工藝設(shè)計[J].中國給水排水，2006.

[4] 范海燕，張勇.浮沉池工藝在給水處理中的應(yīng)用研究[J].供水技術(shù)，2009.