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原水预处理与强化混凝处理工艺的中试试验
更新时间:2016-11-23 来源:《净水技术》 作者:胡辉,赵春会,侯煜堃,程站起,刘增军

摘要:该文以郑州市某水厂原水为对象进行中试试验,采用聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(FC)及聚合氯化铝铁(PAFC)作为混凝剂,研究粉末活性炭及高锰酸钾预处理强化混凝对水中浊度、CODMn、UV254 及嗅阈值的去除效果,优选出最佳强化混凝方案,并考察两种预处理剂对不同分子量有机物的去除情况。结果表明,采用粉末活性炭进行预处理时,能够有效提高混凝过程对原水的处理效果,整体上要优于高锰酸钾预处理,最佳强化混凝方案为:粉末活性炭(10 mg/L)+ PAC(40 mg/ L),此时水中浊度、CODMn、UV254 及嗅阈值的去除率分别为89% 、70% 、73% 、66% 。粉末活性炭对分子量为10 ~100 K 的有机物吸附去除较好,高锰酸钾通过氧化作用能够有效去除分子量>10 K 的有机物。

近年来,我国大部分地区水源污染加剧、污染物日益复杂,严重影响了现有水厂出水水质[1],因此对现有水厂进行优化升级、保障出水水质成为必然要求。现阶段,水厂优化升级方式主要包括新建、改造以及强化处理工艺[2 6]等,其中,强化处理工艺具有经济、可操作性强等优点,成为保障出水水质的最佳选择。本文以郑州某水厂原水作为研究对象,模拟水厂实际运行情况,以粉末活性炭及高锰酸钾作为预处理剂,分别在聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁及三氯化铁作为混凝剂的条件下进行强化混凝中试试验,考察预处理对原水中有机物去除强化效果,并优选出最佳组合方案,以期为水厂实际操作提供技术参考。

1 试验方法与装置

1.1 原水水质

本试验采用郑州市某水厂原水,水质指标如表1 所示,根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002),该原水达到Ⅱ类水体标准。由表1 可知,原水中DOC 约占TOC 的90% 左右,说明原水中有机污染物主要以溶解态形式存在。经检测,原水中相对分子质量<5 000、5 000 ~ 10 000、10 000 ~ 50 000及> 50 000 Da 的有机物分别占总TOC 的60% 、2% 、17% 及21% 。

1.2 试剂与材料

聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)及聚合氯化铝铁(PAFC)均为分析纯,购于天津凯通化学试剂有限公司;三氯化铁(FC)及高锰酸钾均为分析纯,购于天津科密欧化学试剂有限公司;粉末活性炭(800 ~1 000 m2 / g,200 目),购于天津登科化学试剂有限公司。其他试验过程中常见化学试剂均为分析纯。

1.3 试验装置

采用强化混凝中试试验设备进行试验研究,装置如图1 所示。该装置为天津华宇膜公司研制生产的水处理试验平台,能够有效模拟水厂实际运行情况,包括工艺单元系统、药剂配制投加系统、自动控制系统、在线监测系统等,能够为水厂运行、升级改造及参数优化提供技术支持。该装置设计规模日处理水量为24 m3。试验进行时,预处理剂经过投加泵投加至管道混合器与原水混合后,进入预处理罐(0. 5 m3),预处理时间为0. 5 h;出水经混凝剂及助凝剂投加后通过混合池混合(0. 024 m3,转速为600 r/ min,停留1 min )进入三级反应絮凝池(0. 104 m3 / 级),每级停留时间均为6 min,转速分别为580、60 r/ min 及200 r/ min;最后出水进入斜板沉淀池沉淀8 min,取样用于后续分析。

本研究中,投加量为40 mg/ L 的聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(FC)及聚合氯化铝铁(PAFC)作为混凝剂分别与粉末活性炭及高锰酸钾预处理剂联用进行强化混凝试验,研究不同组合处理原水效果。试验中,每次处理取平行水样三次进行测试,并以平均值计。

版权、出处:《净水技术》

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