黃河高藻污染原水的強(qiáng)化混凝處理技術(shù)分析
2015-04-29 00:00:00鞏志濱
【摘 要】黃河是北方地區(qū)灌溉、生活用水的重要來源，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的用水量不斷增加，而黃河水污染嚴(yán)重加劇了緊張的用水形勢(shì)。針對(duì)黃河高藻污染原水問題，通過采用強(qiáng)化混凝處理技術(shù)，提高黃河水的自凈能力，維護(hù)黃河流域的自然生態(tài)平衡。本文簡(jiǎn)要介紹了強(qiáng)化混凝處理，分析了黃河高藻污染原水的強(qiáng)化混凝處理試驗(yàn)過程，闡述了黃河高藻污染原水強(qiáng)化混凝處理試驗(yàn)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】黃河高藻；污染原水；強(qiáng)化混凝土處理技術(shù)
近年來，黃河原水頻繁出現(xiàn)高有機(jī)物、高色度、高氨氮、高藻污染等問題，在這種水體中，甲殼動(dòng)物、魚類數(shù)量大幅度下降，藻類快速繁殖，原水水體質(zhì)量越來越差。對(duì)于高藻污染的黃河水進(jìn)行常規(guī)的水處理，沉淀效率較低，并且大量藻類易堵塞濾池。因此對(duì)于黃河高藻污染原水，要積極應(yīng)用強(qiáng)化混凝處理技術(shù)，提高水處理質(zhì)量，保障黃河供水水質(zhì)。
1.黃河高藻污染原水的強(qiáng)化混凝處理技術(shù)概述
黃河高藻污染原水是指黃河原水受到有機(jī)物污染，某些原水指標(biāo)超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，各種有機(jī)物性質(zhì)復(fù)雜，種類繁多，再加上水中植物或動(dòng)物的分解產(chǎn)物，導(dǎo)致有機(jī)物、色度、氨氮等含量超標(biāo)，水體富營養(yǎng)化，大量藻類滋生，會(huì)產(chǎn)生一定的臭味和色度，導(dǎo)致黃河水水質(zhì)惡化，甚至?xí)氯麨V池。黃河高藻污染原水嚴(yán)重威脅人類的身體健康，很多有機(jī)污染物對(duì)于人體都有著一定的毒害作用，并且水中有機(jī)物對(duì)于膠體顆粒凝結(jié)和包裹作用，影響凈水處理質(zhì)量。
近年來，黃河原水不斷受到有機(jī)物的污染，常規(guī)凈水處理技術(shù)已經(jīng)難以滿足水質(zhì)凈化要求。混凝處理是一種重要的水體凈化處理工藝，強(qiáng)化混凝處理是基于常規(guī)的混凝處理，采用更加有效的水處理方法，從而提高水處理效果。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，強(qiáng)化混凝處理可有效去除原水中污染性溶解有機(jī)物、致病微生物和懸浮膠體顆粒。預(yù)氧化強(qiáng)化混凝處理技術(shù)可快速分解原水中的有機(jī)物，改變?nèi)芙庑杂袡C(jī)物的性質(zhì)，具有良好的混凝效果。同時(shí)，在原水中加入活性炭，可發(fā)揮強(qiáng)烈的吸附效果，提高混凝處理效果。另外，在水處理過程中，回流混凝污泥，既可減輕污泥處理工作量，還可提升對(duì)原水溶解有機(jī)物的過濾作用，提高凈水效果。
2.黃河高藻污染原水的強(qiáng)化混凝處理試驗(yàn)過程
對(duì)黃河高藻污染原水分別使用回流污泥、助凝劑、粉末活性炭和預(yù)氧化等強(qiáng)化混凝處理技術(shù)，并且應(yīng)用聚合氯化鋁混凝劑進(jìn)行試驗(yàn)分析。
2.1準(zhǔn)備水樣材料
以黃河高藻污染原水為強(qiáng)化混凝處理的試驗(yàn)水樣，原水中pH值為7.23，含有7.5mg/L的DO、1.5mg/L的NO3-N、0.47mg/L的NO2-N、2.66mg/L的NO4+-N和9.86mg/L的C0DMn[1]。試驗(yàn)采用聚丙烯酰胺助凝劑和聚合氯化鋁混凝劑。
2.2強(qiáng)化混凝處理試驗(yàn)條件
2.2.1 PH和混凝劑劑量
在黃河高藻污染原水的強(qiáng)化混凝處理試驗(yàn)中，混凝劑劑投放量為40mg/L，保持原水7.1的pH值。
2.2.2污泥回流試驗(yàn)方法
在500mL燒杯中放入400mL原水，在混凝攪拌作用下，分別加入聚合氯化鋁和10 mg/L、15mg/L、30mg/L的回流污泥，在40r/min攪拌速度下攪拌12min，在200r/min攪拌速度下攪拌3min，整個(gè)試驗(yàn)過程共歷時(shí)15min，沉淀靜止2.0h，取上清液進(jìn)行試驗(yàn)分析。
2.2.3助凝劑試驗(yàn)方法
在500mL燒杯中放入400mL原水，在混凝攪拌作用下，分別加入聚合氯化鋁和0.02mg/L、0.04mg/L、0.06mg/L、0.08mg/L、0.1mg/L、0.2 mg/L、0.4mg/L的聚丙烯酰胺助凝劑[2]，在40r/min攪拌速度下攪拌12min，在200r/min攪拌速度下攪拌3min，整個(gè)試驗(yàn)過程共歷時(shí)15min，沉淀靜止2.0h，取上清液進(jìn)行試驗(yàn)分析。
2.2.4粉末活性炭試驗(yàn)方法
在500mL燒杯中放入400mL原水，在混凝攪拌作用下，加入聚合氯化鋁和2mg/L、4mg/L、6mg/L的粉末活性碳，在40r/min速度下攪拌2min，在200r/min攪拌速度下攪拌13min，整個(gè)試驗(yàn)過程共歷時(shí)15min，沉淀1.0h，取上清液進(jìn)行試驗(yàn)分析。
2.2.5預(yù)氧化混凝試驗(yàn)方法
在500mL燒杯中放入400mL原水，在混凝攪拌作用下，記入0.5 mg/L、1.5mg/L、2.5mg/L的粉末活性碳，在400r/min速度下攪拌5min，再加入聚合氯化鋁，然后在40r/min攪拌速度下攪拌15min，250r/min攪拌速度下攪拌5min整個(gè)試驗(yàn)過程共歷時(shí)25min，沉淀2.0h，取上清液進(jìn)行試驗(yàn)分析。
2.3試驗(yàn)分析方法
由TOC-4100儀測(cè)定TOC/DOC，用酸性高錳酸鉀滴定方法檢測(cè)C0DMn，用紫外分光光度儀檢測(cè)色度，用納氏試劑分光光度儀檢測(cè)NO4+-N，用重氮耦合分光廣度儀檢測(cè)NO2-N，用麝香草酚分光光度儀檢測(cè)NO3-N。
3.黃河高藻污染原水強(qiáng)化混凝處理試驗(yàn)結(jié)果分析
3.1污泥回流試驗(yàn)結(jié)果分析
混凝處理法對(duì)于去除黃河高藻污染原水中的有機(jī)物有著重要的作用，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，強(qiáng)化混凝處理方法可快速去除C0DMn。黃河高藻污染原水中溶解性有機(jī)物約占71.22%，膠體和懸浮物約占28.78%，污泥回流處理方法對(duì)于分子量<3kD的溶解性有機(jī)物具有明顯的去除效果[3]，污泥顆粒具有很強(qiáng)的粘性，可發(fā)揮卷掃、吸附作用，并且投放回流污泥可減少沉淀污泥產(chǎn)量和混凝土投放量，提高原水色度和C0DMn的去除率。
3.2助凝劑試驗(yàn)結(jié)果分析
由于聚丙烯酰胺助凝劑對(duì)于原水中膠體顆粒有著電性中和的凝聚作用，對(duì)大顆粒的絮凝體也具有吸附作用。聚丙烯酰胺助凝劑通過內(nèi)部的鏈狀分子吸附絮體顆粒，試驗(yàn)結(jié)果表明，少量的聚丙烯酰胺可發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)絮凝和橋聯(lián)絮凝作用，加速顆粒沉降，從而提高C0DMn去除率，當(dāng)聚丙烯酰胺助凝劑的投放量不斷增加時(shí)，由于聚丙烯酰胺自身也是有機(jī)物，因此會(huì)降低C0DMn去除率，因此應(yīng)嚴(yán)格控制聚丙烯酰胺助凝劑的投放量。
3.3粉末活性炭試驗(yàn)結(jié)果分析
粉末活性炭強(qiáng)化混凝土處理的關(guān)鍵在于確定合適的投加量和投加時(shí)間，在投放混凝土兩分鐘之后再投放活性炭，充分發(fā)揮活性炭的吸附作用，具有良好的吸附效果。隨著活性炭投放量不斷增加，混凝劑形成的絮凝體對(duì)活性炭形成網(wǎng)捕和包裹作用，在一定程度上降低了活性炭對(duì)原水有機(jī)物的吸附作用，因此應(yīng)對(duì)活性炭采取特殊投放方法，確保良好的吸附效果。
3.4預(yù)氧化混凝試驗(yàn)結(jié)果分析
O3、H2O2和KMnO4具有很強(qiáng)的氧化性，可將大分子有機(jī)物快速分解為小分子有機(jī)物，并且改變有機(jī)物極性，增加無機(jī)離子和有機(jī)物之間的相互作用，有效去除大分子有機(jī)物。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，O3、H2O2和KMnO4的氧化還原電位為1.68、1.75和2.13V，其中O3氧化性最強(qiáng)，有機(jī)物去除率最高，由于KMnO4自身帶有顏色，隨著投放量的增加，會(huì)影響原水色度去除率。
4.結(jié)束語
針對(duì)黃河高藻污染原水的問題，通過不同方法進(jìn)行強(qiáng)化混凝處理，不同強(qiáng)化混凝處理方法有著各自的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)具體問題具體分析，采用最佳的強(qiáng)化混凝處理技術(shù)，提高黃河高藻污染原水的去除率，維護(hù)生態(tài)平衡。
【參考文獻(xiàn)】
[1]高娜娜.夏季太湖高藻水強(qiáng)化混凝條件下的COD_（Mn）去除[D].南京理工大學(xué)，2009.
[2]郭偉鋒.常規(guī)工藝處理天津?yàn)春釉膬?yōu)化試驗(yàn)研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2008.
[3]溫天紅.強(qiáng)化混凝技術(shù)處理微污染水源水研究[D].昆明理工大學(xué)，2008.
