原水投加粉末活性炭对预氯化和混凝效果的影响

2014-03-16陈明吉

净水技术 2014年1期

陈明吉，夏萍

(1．上海市自来水市北有限公司，上海 200086;2．上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司，上海 200082)

水源地藻类过度增殖会产生藻毒素，其化学性质较稳定，常规水处理工艺(混凝、沉淀、过滤等)对其去除效果较差［1-3］。为应对夏季某些时段由于藻类滋生而分泌产生的异味物质以及其他水质突变情况，在南方某些地区实施建设了粉末活性炭应急投加系统。本次小试试验通过模拟粉炭不同投加量和接触时间下对后续净水工艺效果的影响，评估原水投加粉末活性炭情况下，水厂预加氯和混凝工艺应采取的应对策略，为生产性试验提供调试依据。

1 材料与方法

1．1 材料与仪器

试验水样:某水厂进厂水;混凝剂:聚硫氯化铝;氧化剂:次氯酸钠溶液;吸附剂:325目的煤质粉炭，碘值800 mg/g。

仪器:六联搅拌器(武汉恒岭科技有限公司，TA6-1型)(图1);恒温平板摇床(德国IKA)(图2);浊度仪(美国哈希公司，Hach 2100N);余氯仪(美国哈希公司)。

1．2 试验方法

投炭参数设置:将一定量的粉炭加入盛有1 L水样的具塞锥形瓶中，恒温振荡，温度保持在25℃，振荡速率为100 r/min;

预加氯参数设置:预加氯慢搅100 r/min，5 min;

混凝参数设置为:① 快速300 r/min，2 min;② 200 r/min，3 min;③ 50 r/min，5 min;④ 静沉，30 min，取上清液进行浊度和余氯测定。混凝剂为聚硫氯化铝，投加量为6 mg/L。

图1 六联搅拌器TA6-1Fig．1 Six Paralled Mixer TA6-1

图2 恒温平板摇床Fig．2 Shaking Table with Constant Temperature

2 结果与讨论

2．1 不同粉炭投加量对浊度的影响

图3 不同粉炭投加量反应1．5 h后对浊度的影响Fig．3 Impact of Different dosage of Powdered Carbon on Turbidity after 1．5 h

不同粉炭投加量反应1．5 h后对浊度的影响如图3所示。当预吸附时间为1．5 h时，粉炭投加量为10 mg/L以下时，混凝沉淀出水浊度均在0．9 NTU以下。当粉炭投加量为20 mg/L时，混凝沉淀出水浊度大多在1 NTU以上。当粉炭投加量为5 mg/L，预加氯为2．5～4 mg/L 时，浊度为0．66 ～0．88 NTU;当粉炭投加量为10 mg/L，预加氯为2．5～4 mg/L时，浊度为0．58 NTU ～0．81 NTU;当粉炭投加量为 20 mg/L，预加氯为2．5～4 mg/L 时，浊度为0．68～1．36 NTU。

2．2 不同粉炭投加量对余氯的影响

不同粉炭投加量反应1．5 h后对余氯的影响如图4所示，当预吸附时间为1．5 h时，余氯浓度随着粉炭投加量的增加而减小。当粉炭投加量为5 mg/L，预加氯量为2．5 mg/L时，混凝沉淀出水余氯为0．8 mg/L，预加氯量大于2．5 mg/L时，混凝沉淀出水余氯大于 0．8mg/L;当粉炭投加量为10 mg/L，预加氯量在2．5～3 mg/L时，混凝沉淀出水余氯为0．5～0．8 mg/L;当粉炭投加量为20 mg/L，要保证混凝沉淀出水余氯在0．5～0．8 mg/L时，预加氯量要控制在3～4 mg/L之间。

图4 不同粉炭投加量反应1．5 h后对余氯的影响Fig．4 Impact of Different dosage of Powdered Carbon on Residual Chlorine

2．3 不同预吸附时间对浊度的影响

不同预吸附时间对浊度的影响如图5所示，原水浊度为22 NTU，粉炭投加量为10 mg/L。试验结果表明，预吸附+预加氯+混凝沉淀后的出水浊度基本都在1 NTU以下，且不同预吸附时间对浊度基本无影响，说明投加粉末活性炭对混凝效果没有明显影响，水厂不需要针对原水投加粉末活性炭而调整混凝剂的投加量。

2．4 不同预吸附时间对余氯的影响

图5 不同预吸附时间对浊度的影响Fig．5 Impact of Different Adsorption Time on Turbidity

图6 不同预吸附时间对余氯的影响Fig．6 Impact of Different Adsorption Time on Residual Chlorine

不同预吸附时间对余氯的影响如图6所示，原水余氯浓度为0．06 mg/L，粉炭投加量为10 mg/L。试验结果表明，不同预吸附时间和沉淀出水余氯没有明显的相关性。余氯浓度随着粉炭投加量的增加而减小，当粉炭投加量为10 mg/L，预吸附时间为1．5～6．5 h，要保证混凝沉淀出水余氯在0．5～0．8 mg/L，预加氯需在3 mg/L左右。考虑到生产上反应、沉淀池均在室外，易受阳光、风雨影响，因而生产上在上述预氯化量的基础上可能略需增加。