优选混凝剂及助凝剂处理低温低浊水

第30卷第11期吉林化工学院学报Vol．30No．112013年11月JOUＲNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYNov．2013收稿日期:2013-09-24基金项目:吉林化工学院校级科研项目作者简介:张立东(1977-)，男，吉林省吉林市人，吉林化工学院讲师，硕士，主要从事水处理技术及水资源利用方面的研究．文章编号:1007-2853(2013)11-0104-04优选混凝剂及助凝剂处理低温低浊水张立东1，张磊2，惠远峰1(1．吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林132022;2．中国石油吉林石化公司电石厂，吉林吉林132021)摘要:通过混凝沉淀烧杯试验，对絮凝剂聚氯化铝(PAC)和聚合氯化铝铁(PAFC)，助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)和改性活化硅酸进行了优选，最终确定聚合氯化铝配合改性活化硅酸的混凝沉淀效果最佳．混凝的最佳pH值介于6．5～7．5;另外发现，兼顾除浊和除有机物的效果评价和优选混凝剂，是提高混凝沉淀工艺除污染效率的有效途径之一．关键词:低温低浊水;混凝剂;聚氯化铝;活化硅酸;优选中图分类号:TU991．2文献标志码:A目前，我国大多数以地表水为原水的水厂仍然采用常规水处理工艺，即“混凝—沉淀—过滤—消毒”．吉林市以松花江水系为给水水源，该水源在冬、春季节为低温、低浊水，采用聚合氯化铝作为混凝剂，添加助凝剂进行优选是提高出厂水水质的经济、易行手段［1］．聚合氯化铝因价格低廉而被部分给水厂采用，但它对于低温低浊水的处理效果欠佳，不仅投加量大，而且出厂水剩余浊度不易达标．因此，有必要筛选新的适合于处理低温低浊水的絮凝剂或助凝剂进行优化选择．1试验材料与方法1．1原水水质及试验方法试验用水取自吉林松花江某江段江水，其主要原水水质指标见表1．试验选取絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铝铁(PAFC)及助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)和改性活化硅酸等进行搭配在ZＲ4-6型混凝搅拌机上进行混凝沉淀的烧杯试验，见表1．表1原水水质基本情况指标L水温/℃LPHL浊度/NTUL硬度/(mg·L－1)LCOD/(mg·L－1)L氨氮/(mg·L－1)L电导率/(ms·cm－1)原水L6L7．7～8．0L7～16L70～90L5．0～7．2L0．3～3．5L0．061．2改性活化硅酸的配制先将聚丙烯酰胺稀释为0．1%的溶液，待用．配制水玻璃(硅酸钠的水溶液)的体积分数为5%的溶液，向其中缓缓加入活化剂(盐酸)并不断搅拌，使pH值在7．8～8．0之间，静置15min．然后将其以151(水玻璃PAMaq)的体积比倒入配制好的PAM溶液中，制成改性活化硅酸．这种改性活化硅酸相比传统的活化硅酸保存时间延长到1～2个月．解决了传统活化硅酸现用现配的缺点．以下首先通过预备试验，确定活化硅酸的最佳投加方式和投加量．投加方式分为先投、同时投和后投．先投时，活化硅酸加到水样中快搅30s，之后投入混凝剂PAC．后投时，投加药剂的顺序相反．然后按照表2的试验方法进行中速、慢速搅拌，沉淀．表2最佳实验运行工况项目L快速搅拌L中速搅拌L慢速搅拌L静置时间转速/(r·min－1)L300L60L30L00时间/minL0．5L10L10L20通过正交试验确定合适的运行工况［2］，见表2．在不投加助凝剂的条件下，分别以市售PAC和PAFC进行试验，考察不同PAC\PAFC及其投加量对浊度去除效果的影响．然后分别以PAM和改性活化硅酸为助凝剂，筛选合适的助凝剂并确定最佳投药量．在此基础上对助凝剂的投加时间进行优化研究，见图1．投加方式图1活化硅酸的最佳投加方式的确定2试验结果与分析2．1烧杯试验结果6种混凝剂在不同投加量(以氧化铝计)时的混凝沉淀效果，见图2．投加量图2投加量与浊度去除率的关系由图2可以看出，聚合氯化铝+改性活化硅酸的混凝沉淀效果最佳，在效果与聚合氯化铝铁+改性活化硅酸相当时，其投加量(以氧化铝计)可比后者减少10%～15%，且聚合氯化铝的价格较低．因此选择聚合氯化铝与改性活化硅酸进行实际生产，进一步观察其实际效果．2．2试验出水结果2．2．1出水浊度的比较上清液出水浊度是反映混凝剂实际混凝效果的重指标．分别投加两种混凝剂(上清液出水浊度以0．5NTU为调控目标)．混凝剂投加量/(mg·L－1)图3PAC/PAFC投量对除浊效果的影响从图3可以看出，在PAC投加量(平均值)比PAFC减少10%时，其沉淀池出水浊度与后者接近．当沉淀池出水浊度均接近调控目标0．5NTU时，PAC投加量更少，可有效地降低成本约15%．由图5的结果看到，在投量相同的多数情况下，PAC+改性活化硅酸的COD去除率高于其他混凝剂约15%，最多可以去除原水中80%以上的有机污染物，其除污染能力不容忽视．PAM投加量/(mg·L－1)图