强化混凝除锰处理低浊水的研究

30城镇供水NO.42015CITYANDTOWNWATERSUPPLY·水处理技术与设备·1.前言某中心水厂的水源水取自风田水库中下层，该水库地质为含锰岩段，枯水期时风田水库由东江引水补给，丰水期时依靠水库自身集雨。七月、八月和九月丰水期时，水库水体会出现表层锰含量低，中下层水锰含量偏高的现象。由于表层水与空气接触，水中的氧含量较中下层高，而低价锰易被氧化，被氧化后会形成二氧化锰沉淀，故上层水库水中一般不含锰。中下层水库水的锰大多是以结合物的形态存在的，稳定性较强，不易被自然氧化，但因水温的升高、流动性差而导致底部水体缺氧，有机物被厌氧菌分解，产生有机酸、甲烷等中间产物使水体PH值下降，最终使沉积在库底的结合状态的锰以二价锰离子状态被释放，这就是为什么水库表层水不含锰而水库下层水表现为锰超标的原因。在7到9月，原水浊度在1～5NTU，水温在22～37℃，PH在6.5～7.5之间，锰含量在0～0.40mg/L。低浊水的处理一直是自来水生产的难题。低强化混凝除锰处理低浊水的研究黄敏钟永光（惠州大亚湾溢源净水有限公司，广东惠州516081）摘要：针对某中心水厂生产工艺落后，混凝效果较差，夏季原水铁锰含量偏高的问题，研究了混凝剂聚合氯化铝、聚合氯化铝铁和助凝剂聚合二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺、高锰酸钾处理大亚湾风田水库夏季低浊水的效果。结果表明在不改变现有生产工艺的条件下，使用聚合氯化铝作为混凝剂，根据原水中的锰含量高低投加适量高锰酸钾对锰有很好的去除效果，在除锰的同时也提高了混凝效果。关键词：低浊水聚合氯化铝高锰酸钾强化混凝浊度水中杂质颗粒数量较少，颗粒间发生碰撞的机会少，凝聚效果不理想。可以通过提高搅拌强度来增加颗粒间碰撞的几率，但这会产生很高的水流剪切强度，使形成的颗粒破碎。浊度低，水中的颗粒少，而且颗粒粒径较小，水中胶体粒子的ξ电位高，导致颗粒间的排斥作用增强，胶体不易脱稳[1]。某中心水厂始建于1992年，生产工艺比较落后，反应池混凝反应不充分、沉淀池停留时间不够，使用聚合氯化铝作为混凝剂，反应池反应较差，形成的矾花细小轻浮，水面上有部分矾花上浮，不利于后续沉淀。针对上述问题，本研究将混凝剂聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铝铁（PAFC）和助凝剂聚合二甲基二烯丙基氯化铵（HCA）、聚丙烯酰胺（PAM）、高锰酸钾（KMnO4)以不同比例组合对原水进行强化混凝，甄选出一种既经济实用又高效便捷的组合来改进现有混凝工艺，并通过加入高锰酸钾除锰，使出厂水的锰含量指标达到国标要求。DOI:10.14143/j.cnki.czgs.2015.04.005城镇供水NO.4201531CITYANDTOWNWATERSUPPLY·水处理技术与设备·2.实验室实验部分2.1仪器设备梅宇MY3000-6A六联混凝实验搅拌机、美国哈希2100N浊度仪、海光GGX-9原子吸收分光光度、天玻A级100mL容量瓶、天玻A级10mL移液管。2.2实验方法烧杯搅拌试验在六联混凝搅拌机上进行，水样中同时加入一定量的聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺、高锰酸钾，模拟水厂生产工艺条件，设定搅拌转速和时间如下：（1）模拟配水井投加混凝剂时的混合条件，搅拌转速300r/min，搅拌时间30s；（2）模拟反应池混合反应条件，搅拌转速200r/min，搅拌时间270s；（3）模拟沉淀池搅拌条件，搅拌转速60r/min，搅拌时间300s；（4）静置30min，同时观察和记录矾花沉淀的情况以及检测上清液的浊度。3.实验结果与讨论3.1聚合氯化铝与聚合氯化铝铁混凝实验对比聚合氯化铝铁是由铝盐和铁盐混凝水解而成一种无机高分子混凝剂，依据协同增效原理，加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。它集铝盐和铁盐各自优点，对铝离子和铁离子的形态都有明显改善，聚合程度大为提高。取铝、铁混凝剂各自对气浮操作有利之处，改善聚合氯化铝的混凝性能。实验原水浊度1.21NTU，重复三次实验，取平均值，聚合氯化铝（PAC）与聚合氯化铝铁（PAFC）混凝实验对比结果见图1。在加入量2mg/L和3mg/L的情况下，聚合氯化铝铁的混凝效果不如聚铝。3.2聚合氯化铝混凝聚丙烯酰胺助凝实验聚丙烯酰胺（PAM）是一种线状的有机高分子聚合物，同时也是一种高分子水处理絮凝剂产品，可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快了沉淀的速度。原水浊度1.6NTU，聚铝加入量为2mg/L，聚合氯化铝混凝聚丙烯酰胺助凝实验实验，重复三次实验，取平均值，结果见表图2。图2聚合氯化铝混凝聚丙烯酰胺助凝实验调节聚合氯化铝和PAM的配比，并与单独加入聚合氯化铝进行对比，重复三次实验，取平均值，结果见图3。实验结果表明，聚丙烯酰胺有较好