处理低温低浊水最佳混凝剂优选实验探究

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1、处理低温低浊水最佳混凝剂优选实验探究摘要：我国北方地区冰封期长，水质长时间处于低温低浊状态，其温度低、浊度低和粘度大，很难净化处理。目前国内外处理低温低浊水最普遍采用的方法是强化混凝法，而优选出最佳混凝剂及其混凝条件是强化混凝法实施的关键。本文对聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)、氯化铁(FeC13)三种混凝剂通过混凝剂投加量、快速搅拌强度及时间、慢速搅拌强度及时间以及静置沉淀时间对混凝处理效果的影响进行对比实验研究，以优选最佳混凝剂及其投加量、搅拌强度、搅拌时间和静置时间。结果表明：聚合硫酸铁(PFS)为最佳混凝剂，当水温为5°C.浊度14NTU时

2、，PFS的最佳投加量为25mg/L,且快速搅拌速度400r/min下搅拌lmin,慢速搅拌速度70r/min下搅拌20min,静置时间为14min,浊度可降低到4.1NTU,为过滤创造了有利条件。关键词：低温低浊水；给水处理；混凝剂；混凝条件；聚合硫酸铁(PFS)中图分类号：TB495文献标识码：A文章编号：我国北方的广大地区冰封期长达5到6个月，低温低浊度水质能持续很长一段时间。低温低浊水指温度小于1(TC和浊度小于30NTU的地表水在一段时间内没有变化［1］。温度低、浊度低、水的粘度大是低温低浊水的明显特点，低温低浊水很难净化处理。因此，净化处理低温低浊

3、度水达到国家新的饮用水水质标准乃当务之急。目前，国内外常用的低温低浊水处理方法有泥渣回流法［2］、高梯度磁分离法［3］、微絮凝接触过滤法［4］、气浮法［5-7］和强化混凝法［8-10］等。其中，强化混凝法是国内外处理低温低浊水最普遍采用的方法，而优选出最佳混凝剂及其混凝条件是强化混凝法实施的关键。由于单一的传统铁盐或者铝盐混凝剂（如硫酸铝、氯化铝、硫酸铝钾、硫酸铁等）对低温低浊水混凝效果不好，水处理研究者们转向了新型的高分子聚合混凝剂或复合混凝剂。本实验对聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC）、氯化铁（FeC13）三种混凝剂通过混凝剂投加量、快速搅拌强度

4、及时间、慢速搅拌强度及时间以及静置沉淀时间对混凝处理效果的影响进行对比研究，以优选出混凝效果好、混凝剂用量少、成本低的最佳混凝剂，并确定其最佳投加量、搅拌强度、搅拌时间和静置时间等，为实际应用提供参考。1实验研究部分1.1实验器材、方法1.1.1实验仪器本研究主要采用的实验仪器如表1所示：表1主要实验仪器及厂家Tab.IMaintestequipmentandmanufacturers1.1.2实验材料聚合氯化铝(PAC),别名聚铝、碱式铝，一般表示为[A12(0H)nC16-n-XH20]m；[A12(0H)nC16-n]m；(m图3不同快速搅拌强度对剩余

5、浊度的影响Fig.3Differentrapidstirintensityhavingeffectontheresidualturbidity(1)快速搅拌强度的变化对水样上清液剩余浊度有影响。在相同的搅拌强度下，投加PFS的水样剩余浊度均低于投加PAC和FeC13的水样。由于PFS水解后可产生多种高价和多核络合离子[11],如[Fe2(0H)4]2+、[Fe3(OH)6]3+、[Fe8(OH)20]4+等能较好地与水中胶体发生电中和、吸附架桥、网捕作用，快速形成较大的矶花，并且由于铁的密度较大，形成的矶花较密实，从而易于沉降，与水分离，所以PFS的混凝效果

6、较好。(2)对于投加PFS的水样，快速搅拌速度为400r/min时水样剩余浊度降到最低，在此搅拌速度下，矶花形成较快且较多，搅拌速度小于4OOr/min,水样剩余浊度偏高，由于搅拌强度不够，PFS不能很好的均匀分散到低温低浊水中，有部分PFS自身水解现象发生，浊度去除率降低；快速搅拌速度过大，大于500r/min时，开始形成的矶花在激烈的搅拌下被打碎了，从而在后续慢速搅拌强度下难以形成较大的矶花，水样剩余浊度偏高。由于投加PFS形成的矶花快且大,所以PFS较PAC和FeC13的最佳快速搅拌强度要小。综合分析，PFS在处理低温低浊水时快速搅拌强度为400r/m

7、in下搅拌lmin效果最好。1.3慢速搅拌强度的实验研究2.3.1实验方法三种混凝剂投加量均为25mg/L,设定快速搅拌强度为400r/min下搅拌lmin,设定不同的慢速搅拌强度如表3所示，其他条件同上。混凝沉淀结束后测定6个水样的浊度。结果与讨论实验结果如图4所示。从图4可得：表3不同的慢速搅拌强度Tab.3Differentslowstirintensity图4不同慢速搅拌强度对剩余浊度的影响Fig・4Differentslowstirintensityhavingeffectontheresidualturbidity(1)不同的慢速搅拌强度对混凝有

8、影响，慢速搅拌强度过小，已形成的小矶花互相接触机会少