常规工艺水厂低温低浊期的强化混凝生产性实验研究

多年来，沿黄城市通过有效蓄引黄河水，较好地缓解了当地城市水资源需求压力，保障了城市经济社会可持续发展。黄河下游城镇为保证足够的水量，大多建有引黄调蓄水库，高浊度黄河水经预沉后变为低浊度，加之氮磷物质含量较高、停留时间较长等因素，形成了引黄水库特有的低浊度高藻的微污染水质特征。当前，以引黄水库为水源的水厂大多采用常规处理工艺，在冬春季低温低浊时期，处理效果较差，出水水质难以达标。有研究表明，常规工艺能去除原水中60%以上的耗氧量，是不容忽视的除污染途径之一[1]。常规处理工艺的强化是通过对常规工艺进行改进、优化或新增处理段，以去除浊度、病毒微生物及有机污染物等为主要目的，使出水水质达到GB5749－2006要求[2]。它主要包括化学预氧化、强化混凝和强化过滤等，其中混凝剂优化和预氧化等均以药剂强化为主，无需对水厂处理设施进行改造，实施简单易行，为大多数水厂所采用。然而，以药剂强化为核心的常规工艺强化研究大多集中在实验室研究和中试研究方面，针对实际工程的生产性实验相关研究相对偏少。如有研究表明，冬季在典型的黄河上游低温低浊水体中直接投加硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）进行混凝能有效的去除浊度，但同时也会引起余铝；采用PAC和FeCl3复配投加方式，也会增加混凝后水体中铁的残留量[3]。李诚等通过小试与中试相结合，对比研究了PAC、FeCl3、硫酸铝（AS）3种混凝剂除有机物等方面的效能，结果表明，有机物的去除效果由高到低为PAC（45.5%）＞FeCl3（42.4%）＞AS（35.5%），综合比较采用PAC混凝预处理效果最佳，对水厂实际运行具有指导意义[4]。聚合氯化铁（PFC）与二甲基二烯丙基氯化铵均聚物（PDMDAAC）复配后，对地表饮用水的絮凝效果优于单独使用PFC或PDMDAAC，在低投药量下即可达到较好的处理效果[5]。二氧化氯预氧化工艺能够强化常规工艺的混凝效果，提高色度和浊度去除率，具有优良的去除藻类及其胞内污常规工艺水厂低温低浊期的强化混凝生产性实验研究宋武昌1，陈家全1，石容千2，万吉昌2，孙韶华1，贾瑞宝1（1.山东省城市供排水水质监测中心，250021；2.济南泉城水务有限公司，250118：山东济南）摘要：针对低温低浊期引黄水库水，在某常规工艺水厂满负荷运行条件下，开展了聚合氯化铝铁、聚合氯化铝铁-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物复合混凝剂、二氧化氯和高锰酸钾复合药剂等4种药剂单独或组合使用的生产性实验，对比分析了4种工况的处理效果及运行成本。结果表明，高锰酸钾复合药剂和聚合氯化铝铁-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物复合混凝剂联合使用较适于低温低浊期的该类水厂工艺运行，出厂水浊度、耗氧量、三卤甲烷总量和可吸附有机卤化物较单独使用聚合氯化铝铁常规混凝剂时分别降低了76.8%、14.2%、60.8%和19.4%，增加药剂费用为0.024元/m3，技术经济合理。关键词：低温低浊；强化混凝；生产性实验；复合混凝剂；二氧化氯；高锰酸钾复合药剂中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2015)06-0071-004收稿日期：2014-11-10基金项目：国家“水体污染控制与治理”科技重大专项资助项目（2012ZX07404-003）；国家科技惠民计划资助项目（2013GS370202）；山东省“饮用水安全保障技术”泰山学者岗位资助项目（ts200640025）作者简介：宋武昌（1981－），男，博士研究生，工程师，从事饮用水处理方面的研究联系电话：0531-88664655；电子邮件：songwuchang@163.com联系作者：贾瑞宝，工学博士，研究员；电子邮件：jiaruibao68@126.com第41卷第6期2015年6月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.41No.6Jun.,201571染物的能力，有效地抑制了消毒副产物的产生[6]。投加高锰酸钾复合药剂后絮体颗粒明显增大且密实，静沉效果明显，浊度的去除率提高，具有很好的助凝作用，投加高锰酸钾助凝剂可提高PFC-PDMDAAC复合絮凝剂去除高锰酸盐指数的能力[5，7]。孙云凯等针对低温低浊时期丹江口水库水，通过混凝沉淀烧杯实验，对水厂普遍使用的3种混凝剂FeCl3、PACl和AS的投加量与沉淀时间进行了优选，最后在中试系统对最优混凝剂进行了适应性检验，结果表明适应性良好[8]。潘碌亭制备了聚硅铝铁复合絮凝剂，对低温低浊水进行处理的研究，并与硫酸铝、PAC进行了对比。结果表明，聚硅铝铁复合絮凝剂对低温低浊水有较好的处理效果，投加量为4mg/L时，出水浊度在0.5NTU以下[9]。可见，混凝剂及氧化剂等药剂在实际生产上的选择缺乏针对性。在某市常规工艺引黄水厂开展以药剂强化为核心的常规工艺强化生产性实验，该厂的原水取