二氧化氯氧化结合高密度沉淀池对含藻水源处理的效果分析

2021-12-02熊悦丁

水利技术监督 2021年11期

熊悦丁

(辽宁省朝阳水文局，辽宁朝阳 122000)

夏季是水体藻类繁殖的主要时期，由于水体藻类比重小，且十分稳定，常规的混凝处理方法很难有效去除水体中的藻类，给水处理带来很大的难题[1]。近些年来，关于水体藻类的去除技术取得一定的研究成果[2- 8]，但这些处理技术由于副作用影响、造价等原因很难得到推广和具体应用[9]。从安全和经济成本角度出发，当前二氧化氯氧化技术在一些区域水源藻类去除中得到应用[10- 12]。但一些研究成果表明[13- 15]，该种方式对于藻类较高情况下的水源处理效果不佳，因此亟需对夏季水源藻类去除效果进行试验探讨，寻求高效的藻类去除工艺。一些地区采用二氧化氯氧化除藻结合新型高密度沉淀的处理工艺，通过处理水样的分析，水藻去除效果要好于单纯采用二氧化氯氧化技术的工艺。为提高含藻水源处理效果，本文运用二氧化氯氧化结合高密度沉淀池对含藻水源处理效果进行试验探讨。研究成果对于区域水源含藻水体的高效处理具有重要的参考意义。

1 试验方法

取适量的含藻原水，分别加入不同量的除藻剂(二氧化氯)，通过室内静态的试验方法，探究原水不同pH值、不同二氧化氯投加量对含藻水的去除效果，确定出能够使出水水质达标的较优的药剂投加量。

分析方法:水样中二氧化氯和游离氯浓度的测定采用N-N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法，ClO2-的浓度利用离子色谱仪测定，检测限均为25μg/L.具体参数如下：DionexAS19型分离柱；柱温30℃；配制ASRS-ULTRA型阴离子抑制器(4mm);100mmol/L的KOH溶液作为梯度淋洗，流速为1mL/min.洗脱程序：8mmol/L流速下持续14min，等速升至45mmol/L后增速持续12min。

2 试验成果

2.1 二氧化氯投加量的实验结果与分析

取相同体积的适量原水4份分别置于500mL的烧杯中，分别投加0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/L的二氧化氯进行除藻实验，充分反应后测定对原水藻类的去除效果。结果如图1所示。

图1 不同投加量对藻类的去除率

由图可知，二氧化氯的初始投加量越大其对藻类的去除效率也越大，试验中当将二氧化氯的浓度由0.1mg/L提高至0.4mg/L，藻类的去除率由72.3%增至96.2%，之后再增大二氧化氯的投加量去除效果不明显，说明投加量为0.4mg/L时原水中的藻类已经基本去除，所以确定最终的二氧化氯投加量为0.4mg/L时最佳。

2.2 原水pH值的试验结果与分析

取相同体积的适量原水4份分别置于500mL的烧杯中，分别投加等量的二氧化氯，调节原水pH值为6、7、8、9进行除藻实验，分别经过充分反应后取样测定对原水中藻类的去除效果。结果如图2所示。

由图2可以看出，研究发现溶液pH=6～9时，二氧化氯对藻类的去除影响较小，说明pH值不是影响二氧化氯去除藻类的主要因素。所以，利用二氧化氯处理含藻水不必先调节pH即可达到去除效果。根据实验室模拟实验可得到：二氧化氯浓度在0.2～0.6mg/L时，对含藻水的去除效果随着二氧化氯浓度的增加而逐渐增大，而原水pH值对含藻水的处理效果影响较小，根据相关工程实例选择二氧化氯的投加量为0.4mg/L。通过实验室静态试验确定出二氧化氯的最佳投药量之后，采用现场投药检测仪进行现场除藻处理。

2.3 混凝剂的投加

高密度沉淀池的混凝池、投加池、熟化池内叶轮转速分别按设计运行转数，向混凝池内投加混凝剂，投加量从25mg/L到50mg/L，每次按5mg/L递加，运行稳定后分别检测不同投加量高密度沉淀池进出水的浊度和藻类，比较混凝剂不同投加量的浊度和藻类的去除率。表1为混凝剂投加量与浊度、藻类去除关系见表1。

表1 混凝剂投加量与浊度、藻类去除关系

从分析结果可看出，混凝剂投加量45mg/L之前，随混凝剂投加量增加浊度除去率高，超过此值，浊度去除率变化不大。藻类去除效果与浊度近似，超过45mg/L，藻类去除效果不明显，选择混凝剂的投加量为45mg/L。

2.4 助凝剂的投加

混凝剂的投加确定后，确定助凝剂的投加量，实验过程与混凝剂投加实验接近，混凝剂投加量不变，助凝剂从1mg/L开始投加，每隔1mg/L增加，运行稳定后检测高密度沉淀池进出水浊度及藻类。助凝剂投加量与浊度、藻类去除效果关系见表2。

表2 助凝剂投加量与浊度、藻类去除关系

从试验分析结果可看出，进水浊度、藻类相对稳定，出水的浊度与藻类随助凝剂的投加有所变化，助凝剂为4mg/L时，浊度、藻类的去除率较高，助凝剂投加量为4mg/L。

3 沉淀池藻类去除效果

3.1 高密度沉淀池去除效果分析

对于含藻水源，采用高密度沉淀池和匀质滤料V型滤池进行处理，原水经取水泵站提升，进入高密度沉淀池前需要进行预加二氧化氯处理。对区域夏季经高密度沉淀池处理前后原水藻类含量值进行试验分析，分析结果见表3。

表3 夏季经高密度沉淀池处理前后原水藻类含量值

从高密度沉淀池对藻类的去除效果可看出，夏季原水温度升高，光照充足，藻类大量繁殖，藻类含量值最高可达655.84万个/L，高密度沉淀池处理后经检测藻类降为26.37万个/L，夏季各月份最高藻类去除率可达96%，出水藻类值含量均达到藻类值含量低于30万个/L的目标值要求。

3.2 V型滤池藻类去除效果

在对高密度池藻类去除效果分析的基础上，对夏季V型滤池的藻类去除效果进行分析，夏季经V型滤池处理前后原水藻类含量值试验测定结果见表4，并对夏季高密度沉淀池90d运行对原水浊度以及藻类的去除效果分析，如图3所示。

表4 夏季经V型滤池处理前后原水藻类含量值

从夏季各月份V型滤池处理前后原水藻类含量值藻类含量值测定结果可看出，最高的5月经高密度沉淀池和V型滤池处理后原水藻类含量值从高达655.84万个/L降为32.02万个/L，少于50个/L的改造预期值。从图3中可看出高密度沉淀池对浊度和藻类的去除率均逐渐增大，浊度的去除率从开始的66.7%增加到91.1%，藻类的去除率从开始的80%增加到98.8%。因此高密度沉淀池在原水浊度和藻类含量值突变情况下也能保持对浊度和藻类良好的适应去除能力。