PAC-PDMDAAC复合混凝剂用于冬季太湖水强化混凝工艺中试放大研究

文章编号:1005-0930(2016)01-0157-011中图分类号:TU991.2文献标识码:Adoi:10.16058/j．issn．1005-0930.2016.01.015收稿日期:2014-09-04;修订日期:2015-05-07基金项目:国家自然科学基金项目(21377054);江苏省社会发展计划项目太湖专项(BS2007121);安徽省自然科学基金青年项目(1508085QE112)作者简介:李潇潇(1981—)，男，博士，副研究员．通信作者:张跃军(1959—)，男，博士，教授．E-mail:zhyuejun@njust．edu．cnPAC/PDMDAAC复合混凝剂用于冬季太湖水强化混凝工艺中试放大研究李潇潇1，2，张跃军1，赵晓蕾1，高娜娜1，付韬1，周圣东3(1．南京理工大学化工学院，江苏南京210094;2．中科院合肥物质科学研究院应用技术研究所，安徽合肥230088;3．国家城市供水水质监测网无锡监测站，江苏无锡214000)摘要:在中试制水生产线上以3t/h的制水量规模对聚合氯化铝(PAC)-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)复合混凝剂用于冬季低温太湖水强化混凝工艺的中试放大效应进行了研究分析．结果表明，对水温2～5℃，浊度9～20NTU，藻含量0.7×104～2.0×104个/mL的冬季低温太湖水，达到2NTU的水厂对沉淀出水浊度的要求，使用PAC/PDMDAAC复合混凝剂可比使用PAC减少投加量20.00%～35.00%，同时除藻率尚可提高1.25%～1.88%;在相同投加量情况下，使用PAC单独处理沉淀出水浊度达到2NTU时，使用PAC/PDMDAAC(1.53/10%～3.32/20%)复合混凝剂相对于使用PAC可降低沉淀池出水浊度22.09%～39.75%，同时提高除藻率2.78%～4.41%．对未来可能的1NTU深度处理沉淀出水浊度要求，使用PAC/PDMDAAC相对于PAC可减少投加量33.33%～44.44%，同时除藻率还可提高1.54%～2.38%．特别地，仍保持复合混凝剂中含PDMDAAC质量分数高或者特征黏度大，强化混凝工艺混凝效能越高的特征．由此可见，采用PAC/PDMDAAC复合混凝剂强化混凝工艺的脱浊、除藻、减铝盐投加量等在混凝烧杯实验中所体现出的效能，在3t/h水量中试生产条件下，得到成功放大．关键词:聚合氯化铝;聚二甲基二烯丙基氯化铵;复合混凝剂;冬季太湖水;强化混凝;放大效应近十余年来，太湖流域水质受污染程度增加的趋势明显［1］．冬季太湖处于枯水期，水中污染物浓度较高，并含有一定量各种藻类，呈典型的微污染特性［2-3］，同时水温较低，在5℃左右．受污染水质和低的水温给供水生产带来了较大的困难［4］．对于低温微污染水的处理，选择适合处理水质的混凝剂是关键［5-6］．以PAC为代表的无机混凝剂由于价格便宜、使用方便，在供水处理中得到了广泛的应用．但由于作饮用水源的地表水不同程度受到污染，国家对水质的要求也在不断提高，无机混凝剂已逐渐难以第24卷1期2016年2月应用基础与工程科学学报JOURNALOFBASICSCIENCEANDENGINEERINGVol．24，No．1February2016满足其处理后的供水水质要求［7］．混凝烧杯实验研究发现使用聚合氯化铝(PAC)/聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)复合混凝剂相对于使用PAC对冬季低温太湖原水有较好的强化混凝处理效果:在与水厂实际生产相近的混凝条件下，当达到水厂要求的相同沉淀出水浊度时，使用复合混凝剂可明显减少铝盐投加量的同时略略提高出水水质;当投加相等的铝盐投加量时，使用复合混凝剂可在明显提高对太湖原水的脱浊除藻功能与絮团的沉淀性能;复合混凝剂可在原有基础上略微增加投加量的情况下，使沉淀出水浊度达到深度处理要求［8-9］．此外，复合混凝剂还体现其所含PDMDAAC质量分数或特征黏度越大，脱浊除藻效果越好的规律．但是，至今为止国内外上述新发现未见有在工业中试规模加以研究验证的报道．由于混凝烧杯实验仅能代表混凝沉淀过程，不能代表强化混凝工艺在常规原水处理全工艺过程的效能，同时由于将复合混凝剂强化混凝工艺直接投入生产还存在混凝反应的放大效应［10］，存在一定风险．由此，本文拟通过中试放大试验，考查PAC/PDMDAAC复合混凝剂针对冬季低温太湖水在混凝烧杯实验中的工艺在中试放大条件下的运行情况，进一步确认其实际应用的可行性，由此，不仅减少复合混凝剂在实际生产中直接试用带来的高额实验费用和对供水水质安全产生影响的风险，而且可为深入研究复合混凝剂强化混凝机理及其实际生产应用做准备．1材料与方法1.1原水水质情况实验于2008年冬季在苏州吴江市某水厂进行，原水为经河网输送受藻及有机物污染的太湖水，呈典型低