檸檬酸調(diào)節(jié)高pH原水的可行性試驗(yàn)

鄭 莉，許澤民，陳國(guó)紅

(浣江水務(wù)股份有限公司，浙江紹興 311800)

征天水廠位于諸暨市楓橋鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬t/d。水廠處理工藝采用常規(guī)處理工藝，即進(jìn)水—折板反應(yīng)—平流沉淀—V型濾池過濾—次氯酸鈉消毒—出水。原水取自征天水庫(kù)，通過對(duì)征天水庫(kù)原水水質(zhì)的常規(guī)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，原水的pH常年偏高，尤其是在春夏秋季均超過8.0。原水pH高，不僅影響了聚合氯化鋁的絮凝效果，導(dǎo)致礬花輕且不沉淀，增加了出廠水中鋁含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還會(huì)影響后續(xù)消毒效果和消毒副產(chǎn)物的生成量，給征天水廠的生產(chǎn)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1 征天水廠面臨的現(xiàn)實(shí)問題

原水的混凝處理是水處理工藝流程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但是，目前征天水廠進(jìn)行原水混凝處理所得到的效果并不是非常理想，礬花輕且不沉淀，沉淀池出水渾濁度高，平均為4～5 NTU。聚合氯化鋁投加增、減混凝效果均很差，出水渾濁度均沒有得到下降，如表1所示。這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了后續(xù)的處理，使工作效率低下，濾池負(fù)荷大，濾后水出水渾濁度得不到保障。

表1 聚合氯化鋁不同投加量時(shí)的渾濁度Tab.1 Turbidity under Different Dosages with PAC

2 征天水廠現(xiàn)實(shí)問題的具體原因

從原水質(zhì)量檢測(cè)的數(shù)據(jù)中不難發(fā)現(xiàn)，征天水庫(kù)原水pH常年偏高，從4月上旬—10月一路上升，并達(dá)到最高峰，10月中旬之后才開始逐漸回落。水體的pH主要受水中游離的CO2以及碳酸鹽含量的控制，各種離子濃度的變化都會(huì)引起pH的變化，同時(shí)，pH也會(huì)受到藻類數(shù)量的影響。由大量研究數(shù)據(jù)的分析可知，造成征天水廠聚合氯化鋁絮凝效果差、礬花輕、不沉淀的原因是原水的pH常年偏高。為了能夠更好地解決征天水廠面臨的現(xiàn)實(shí)問題，應(yīng)通過一系列的解決方案來減輕聚合氯化鋁絮凝效果差、礬花輕、不沉淀的現(xiàn)象，最安全可靠的方式就是調(diào)節(jié)原水的pH，而調(diào)節(jié)原水pH最簡(jiǎn)單的方式就是加酸。本文主要通過投加檸檬酸來調(diào)節(jié)原水的pH，以此驗(yàn)證在原水中加檸檬酸是否可以減輕礬花輕且不沉淀的現(xiàn)象。

3 征天水廠現(xiàn)實(shí)問題的解決對(duì)策

3.1 檸檬酸調(diào)節(jié)pH的試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)方法：取3組不同pH的源水作為水樣，投加檸檬酸后，原水的pH值降至7.0，測(cè)得此刻檸檬酸的投加量，換算得到每千噸水需要的檸檬酸的量，并將測(cè)得的投加量和pH變化量制表繪圖，判斷檸檬酸投加量和pH變化量的關(guān)系。測(cè)試投加上述測(cè)得的檸檬酸投加量數(shù)倍以上水樣的色嗅味，檢測(cè)投加檸檬酸對(duì)色嗅味的影響。

(2)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理：3組不同源水用試樣1、試樣2、試樣3表示，pH值分別為7.6、7.9、8.2，分別投加檸檬酸使pH值降至7.0，得到檸檬酸投加量分別為4、5、6 kg/kt。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，檸檬酸投加量隨pH的改變量如圖1所示。

表2 不同原水檸檬酸投加試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Test Results of Adding Citric Acid in Different Raw Water

圖1 檸檬酸投加量隨pH下降值變化Fig.1 Variation of Citric Dosages with the Decrease of pH Value

(3)取無色無嗅無味水樣，按100 kg/kt投加量將檸檬酸溶解于水樣中，色嗅味均無明顯變化。

3.2 檸檬酸調(diào)節(jié)pH對(duì)需礬量的影響

(1)最佳需礬量試驗(yàn)，第一組：原水pH值=7.2；第二組：原水pH值=7.7，鹽酸調(diào)節(jié)至pH值=7.2；第三組：原水pH值=7.7，檸檬酸調(diào)節(jié)至pH值=7.2。

(2)試驗(yàn)步驟：每1組各取5份水樣，每份1 L，用1～5編號(hào)，分別投加10、11、12、13、14 kg/kt聚合氯化鋁，同時(shí)攪拌10 min，沉淀40 min，測(cè)定此時(shí)水樣的渾濁度。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，各組水樣的渾濁度隨礬投加量的變化如圖2所示。

表3 聚合氯化鋁不同投加量時(shí)的渾濁度Tab.3 Turbidity under Different Dosages with PAC

圖2 不同pH調(diào)節(jié)藥劑、不同礬投加量時(shí)水樣的渾濁度Fig.2 Turbidity with Different pH Value Adjusting Agents and Different Alum Dosages

4 結(jié)語

征天水廠原水的pH常年偏高，針對(duì)原水pH較高對(duì)水處理的影響問題，可以通過在原水中投加鹽酸、檸檬酸的方法來解決，但鹽酸屬于易制毒化學(xué)品，受公安機(jī)關(guān)管控，采購(gòu)、使用要求較高。由上述試驗(yàn)可知，投加檸檬酸后的原水pH整體控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，解決了礬花輕且不沉淀，以及混凝效果差的問題，提高了征天水廠的工作質(zhì)量和效率。同時(shí)，常規(guī)投加檸檬酸并不會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生不利的影響，且投加檸檬酸的成本并不高，故此方法可行。