柠檬酸调节高pH原水的可行性试验
2020-08-18许泽民陈国红
郑 莉,许泽民,陈国红
(浣江水务股份有限公司,浙江绍兴 311800)
征天水厂位于诸暨市枫桥镇,设计规模为2.0万t/d。水厂处理工艺采用常规处理工艺,即进水—折板反应—平流沉淀—V型滤池过滤—次氯酸钠消毒—出水。原水取自征天水库,通过对征天水库原水水质的常规检测发现,原水的pH常年偏高,尤其是在春夏秋季均超过8.0。原水pH高,不仅影响了聚合氯化铝的絮凝效果,导致矾花轻且不沉淀,增加了出厂水中铝含量超标的风险,同时还会影响后续消毒效果和消毒副产物的生成量,给征天水厂的生产带来了严峻的挑战。
1 征天水厂面临的现实问题
原水的混凝处理是水处理工艺流程的一个重要环节。但是,目前征天水厂进行原水混凝处理所得到的效果并不是非常理想,矾花轻且不沉淀,沉淀池出水浑浊度高,平均为4~5 NTU。聚合氯化铝投加增、减混凝效果均很差,出水浑浊度均没有得到下降,如表1所示。这种现象严重影响了后续的处理,使工作效率低下,滤池负荷大,滤后水出水浑浊度得不到保障。
表1 聚合氯化铝不同投加量时的浑浊度Tab.1 Turbidity under Different Dosages with PAC
2 征天水厂现实问题的具体原因
从原水质量检测的数据中不难发现,征天水库原水pH常年偏高,从4月上旬—10月一路上升,并达到最高峰,10月中旬之后才开始逐渐回落。水体的pH主要受水中游离的CO2以及碳酸盐含量的控制,各种离子浓度的变化都会引起pH的变化,同时,pH也会受到藻类数量的影响。由大量研究数据的分析可知,造成征天水厂聚合氯化铝絮凝效果差、矾花轻、不沉淀的原因是原水的pH常年偏高。为了能够更好地解决征天水厂面临的现实问题,应通过一系列的解决方案来减轻聚合氯化铝絮凝效果差、矾花轻、不沉淀的现象,最安全可靠的方式就是调节原水的pH,而调节原水pH最简单的方式就是加酸。本文主要通过投加柠檬酸来调节原水的pH,以此验证在原水中加柠檬酸是否可以减轻矾花轻且不沉淀的现象。
3 征天水厂现实问题的解决对策
3.1 柠檬酸调节pH的试验
(1)试验方法:取3组不同pH的源水作为水样,投加柠檬酸后,原水的pH值降至7.0,测得此刻柠檬酸的投加量,换算得到每千吨水需要的柠檬酸的量,并将测得的投加量和pH变化量制表绘图,判断柠檬酸投加量和pH变化量的关系。测试投加上述测得的柠檬酸投加量数倍以上水样的色嗅味,检测投加柠檬酸对色嗅味的影响。
(2)试验数据及处理:3组不同源水用试样1、试样2、试样3表示,pH值分别为7.6、7.9、8.2,分别投加柠檬酸使pH值降至7.0,得到柠檬酸投加量分别为4、5、6 kg/kt。试验结果如表2所示,柠檬酸投加量随pH的改变量如图1所示。
表2 不同原水柠檬酸投加试验结果Tab.2 Test Results of Adding Citric Acid in Different Raw Water
图1 柠檬酸投加量随pH下降值变化Fig.1 Variation of Citric Dosages with the Decrease of pH Value
(3)取无色无嗅无味水样,按100 kg/kt投加量将柠檬酸溶解于水样中,色嗅味均无明显变化。
3.2 柠檬酸调节pH对需矾量的影响
(1)最佳需矾量试验,第一组:原水pH值=7.2;第二组:原水pH值=7.7,盐酸调节至pH值=7.2;第三组:原水pH值=7.7,柠檬酸调节至pH值=7.2。
(2)试验步骤:每1组各取5份水样,每份1 L,用1~5编号,分别投加10、11、12、13、14 kg/kt聚合氯化铝,同时搅拌10 min,沉淀40 min,测定此时水样的浑浊度。试验结果如表3所示,各组水样的浑浊度随矾投加量的变化如图2所示。
表3 聚合氯化铝不同投加量时的浑浊度Tab.3 Turbidity under Different Dosages with PAC
图2 不同pH调节药剂、不同矾投加量时水样的浑浊度Fig.2 Turbidity with Different pH Value Adjusting Agents and Different Alum Dosages
4 结语
征天水厂原水的pH常年偏高,针对原水pH较高对水处理的影响问题,可以通过在原水中投加盐酸、柠檬酸的方法来解决,但盐酸属于易制毒化学品,受公安机关管控,采购、使用要求较高。由上述试验可知,投加柠檬酸后的原水pH整体控制在标准范围之内,解决了矾花轻且不沉淀,以及混凝效果差的问题,提高了征天水厂的工作质量和效率。同时,常规投加柠檬酸并不会对水质产生不利的影响,且投加柠檬酸的成本并不高,故此方法可行。