淺談秋季北方農(nóng)村供水用高色度黃河水源水的處理

■張 峰 ■無棣縣農(nóng)村供水總公司，山東 濱州 251913

水源為北方某縣農(nóng)村集中式供水的水源地水庫，水庫水全部來自黃河水。該水庫遠(yuǎn)離城區(qū)，沒有受到嚴(yán)重的點(diǎn)源污染。秋季原水的基本水質(zhì)指標(biāo)為:(1)濁度:12NTU-38NTU;(2)色度在15度-50度之間，而且難以去除;(3)有輕微腥臭味。從表面看，該水濁度比較高，色度也比較高，呈現(xiàn)淡淡的土黃色。根據(jù)多年檢測記錄得知，原水色度冬天一般保持10度左右，夏季一般在30度左右，秋季色度比較難去除，出水常常在15度以上，超過了飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的15度。該廠的設(shè)計(jì)水量為3．0×104m3/d，由于用水量的增加，實(shí)際運(yùn)行水量為5．0×104m3/d。

水廠工藝流程為:原水→次氯酸鈉預(yù)氧化→取水泵房→聚合氯化鋁(或聚合氯化鋁鐵)凈水劑→管道混合器井→折板絮凝池→斜管沉淀池→V型濾池→液氯消毒→清水池→供水泵房→用戶。

目前水廠秋季存在的主要問題是出廠水的色度超標(biāo)問題。造成色度的主要原因是水中的溶解性天然有機(jī)物。

根據(jù)分析，具有預(yù)氧化、強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化去除色度作用以及強(qiáng)化除藻作用的無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)比聚合氯化鋁(PAC)能更好地解決上述問題。針對實(shí)際情況和出廠水的具體要求，水廠化驗(yàn)室擬采用絮凝劑PAC與PAFC作為混凝凈水劑做對比試驗(yàn)，探討聚合氯化鋁鐵去除色度的強(qiáng)性，最佳投加量及沉淀時(shí)間。

1 試驗(yàn)材料與方法

(1)試驗(yàn)材料。試驗(yàn)所用水樣取自北方某縣集中式農(nóng)村供水的大型水庫，水質(zhì)指標(biāo)為:水溫為15．2 ～17．6℃，濁度為20．0 ～33．6NTU，色度為33．0 ～46．8 度。

(2)燒杯試驗(yàn)。本試驗(yàn)采用靜態(tài)試驗(yàn)法，在混凝試驗(yàn)攪拌機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)流程為:向各個(gè)燒杯中加入500mL原水，然后分別投加和聚合氯化鋁(PAC)與聚合氯化鋁鐵(PAFC)。采用六聯(lián)攪拌器進(jìn)行攪拌與沉淀，①以300r/min快速攪拌1min后靜置沉淀9min;②以120r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌2min靜置沉淀6min;③以60r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌4min靜置沉淀6min;④以25r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌6min靜置沉淀15min。沉淀結(jié)束后，在距水面1cm處采用虹吸法取一定量的上清液進(jìn)行指標(biāo)檢測。由于現(xiàn)場條件所限，測量指標(biāo)為:濁度，色度。濁度測量使用哈希2100臺(tái)式散射光濁度儀。色度測量使用上海希瑞色度儀。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

在實(shí)際生產(chǎn)中使用絮凝劑主要考慮兩個(gè)問題:(1)投加絮凝劑的選擇;(2)投加量的選擇。(3)沉淀時(shí)間的長短。

2．1 最佳絮凝劑投藥量的選擇

在原水pH條件下，向試驗(yàn)水樣中加入一定量的PAC和PAFC絮凝劑對比。考察絮凝劑投加量對濁度和色度去除效果的影響。首先對絮凝劑的投加量進(jìn)行了探討?？紤]到實(shí)際中的經(jīng)濟(jì)可行性，本廠以前秋季PAC絮凝劑投加為60mg/L。因此試驗(yàn)中絮凝劑投加量定為20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L 和 80mg/L。由試驗(yàn)可以看出，實(shí)際生產(chǎn)中的絮凝劑投加量不夠。PAC所需要的最佳投藥量應(yīng)該為80mg/L～120mg/L，或者更高一些;而PAFC所需要的最佳投藥量應(yīng)該為60mg/L。從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性雙重方面進(jìn)行考慮，60mg/L左右的PAFC投加量是可行的。

2．2 兩種絮凝劑去除濁度與色度效果的對比

下表為兩種絮凝劑在不同投藥量下的濁度去除效果數(shù)據(jù)，從下表可知:在實(shí)驗(yàn)條件下，兩種絮凝劑對濁度的去除率均隨投藥量的增加而增加，兩種絮凝劑對色度的去除效果也呈現(xiàn)出隨投藥量增加而增加。

藥品加藥量(ml)聚合氯化鋁鐵色度 濁度 色度聚合氯化鋁濁度20 28．7 7．78 17．5 4．02 30 28．7 6．83 15．7 3．69 40 25．6 5．35 15．7 3．05 50 23．7 4．25 15．7 2．81 60 23．2 4．08 14．6 2．45 2．52 80 23．0 3．96 14．2

見表當(dāng)投藥量大于60mg/L時(shí)，此時(shí)上清液中色度14．6度，達(dá)到GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，在相同投藥量下相比，PAFC絮凝劑可以取得較好的濁度和有機(jī)物去除效果。在燒杯實(shí)驗(yàn)過程中也可以發(fā)現(xiàn)加入PAFC絮凝劑后，生成的礬花明顯較PAC大，這可能是因?yàn)殍F鹽的加入可以與鋁鹽產(chǎn)生協(xié)同作用，使得生成礬花的體積增加，同時(shí)取得較好的濁度和色度去除效果。

對于高分子絮凝劑PAFC而言，鏈狀分子上所帶電荷量越大，電荷密度越高，鏈越能充分伸展，吸附架橋的作用范圍也就越大，生成較大的絮凝體也越容易，混凝效果會(huì)越好。所以在相同投藥量下，2種絮凝劑相比較，PAFC的混凝效果好，而PAC效果差。

2．3 兩種絮凝劑沉淀時(shí)間的對比

在最佳混凝條件水樣pH=6，投藥量為60mg/L下進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)。慢攪結(jié)束后，靜置一定時(shí)間后從燒杯中部取出適量水樣，測量其濁度，考察沉淀時(shí)間對混凝效果的影響，兩種絮凝劑出水濁度達(dá)到穩(wěn)定所需的沉淀時(shí)間分別為PAC∶9min;PAFC∶5min。這說明PAFC生成的礬花具有較好的沉降性能，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成沉淀過程。而PAC的沉淀性能差需要較長的沉淀時(shí)間。這與試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象相符，向水樣中投加PAC，生成的礬花較小，沉降速度慢，沉淀15min后仍有少量肉眼可見的白色礬花懸浮于水中。而投加PAFC后，慢攪5min后即可看到礬花，生成的礬花體積較大，沉降速度較快，經(jīng)過15min的沉淀后幾乎全部沉至水底。一般情況下，當(dāng)混凝階段生成的礬花體積較大，沉降性能較好時(shí)，可以縮短沉淀池的水力停留時(shí)間，減小沉淀池的體積。

3 結(jié)論

通用化驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)的絮凝劑PAFC處理秋季高色度黃河水原水時(shí)，混凝效果好于絮凝劑PAC。PAFC在60mg/L的投藥量下，生成的礬花體積較大，沉降性能較好，靜置5min后即可取得較好的色度和濁度。能夠使出廠水濁度小于1NTU，色度小于15度，符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

［1］石穎．馬軍．蔡偉民，湖泊水水庫水的強(qiáng)化混凝除藻的試驗(yàn)研究［期刊論文］-環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2001(02)．