浅谈秋季北方农村供水用高色度黄河水源水的处理

■张 峰 ■无棣县农村供水总公司，山东 滨州 251913

水源为北方某县农村集中式供水的水源地水库，水库水全部来自黄河水。该水库远离城区，没有受到严重的点源污染。秋季原水的基本水质指标为:(1)浊度:12NTU-38NTU;(2)色度在15度-50度之间，而且难以去除;(3)有轻微腥臭味。从表面看，该水浊度比较高，色度也比较高，呈现淡淡的土黄色。根据多年检测记录得知，原水色度冬天一般保持10度左右，夏季一般在30度左右，秋季色度比较难去除，出水常常在15度以上，超过了饮用水水质标准要求的15度。该厂的设计水量为3．0×104m3/d，由于用水量的增加，实际运行水量为5．0×104m3/d。

水厂工艺流程为:原水→次氯酸钠预氧化→取水泵房→聚合氯化铝(或聚合氯化铝铁)净水剂→管道混合器井→折板絮凝池→斜管沉淀池→V型滤池→液氯消毒→清水池→供水泵房→用户。

目前水厂秋季存在的主要问题是出厂水的色度超标问题。造成色度的主要原因是水中的溶解性天然有机物。

根据分析，具有预氧化、强化混凝、强化去除色度作用以及强化除藻作用的无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)比聚合氯化铝(PAC)能更好地解决上述问题。针对实际情况和出厂水的具体要求，水厂化验室拟采用絮凝剂PAC与PAFC作为混凝净水剂做对比试验，探讨聚合氯化铝铁去除色度的强性，最佳投加量及沉淀时间。

1 试验材料与方法

(1)试验材料。试验所用水样取自北方某县集中式农村供水的大型水库，水质指标为:水温为15．2 ～17．6℃，浊度为20．0 ～33．6NTU，色度为33．0 ～46．8 度。

(2)烧杯试验。本试验采用静态试验法，在混凝试验搅拌机上进行。试验流程为:向各个烧杯中加入500mL原水，然后分别投加和聚合氯化铝(PAC)与聚合氯化铝铁(PAFC)。采用六联搅拌器进行搅拌与沉淀，①以300r/min快速搅拌1min后静置沉淀9min;②以120r/min转速继续搅拌2min静置沉淀6min;③以60r/min转速继续搅拌4min静置沉淀6min;④以25r/min转速继续搅拌6min静置沉淀15min。沉淀结束后，在距水面1cm处采用虹吸法取一定量的上清液进行指标检测。由于现场条件所限，测量指标为:浊度，色度。浊度测量使用哈希2100台式散射光浊度仪。色度测量使用上海希瑞色度仪。

2 试验结果与讨论

在实际生产中使用絮凝剂主要考虑两个问题:(1)投加絮凝剂的选择;(2)投加量的选择。(3)沉淀时间的长短。

2．1 最佳絮凝剂投药量的选择

在原水pH条件下，向试验水样中加入一定量的PAC和PAFC絮凝剂对比。考察絮凝剂投加量对浊度和色度去除效果的影响。首先对絮凝剂的投加量进行了探讨。考虑到实际中的经济可行性，本厂以前秋季PAC絮凝剂投加为60mg/L。因此试验中絮凝剂投加量定为20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L 和 80mg/L。由试验可以看出，实际生产中的絮凝剂投加量不够。PAC所需要的最佳投药量应该为80mg/L～120mg/L，或者更高一些;而PAFC所需要的最佳投药量应该为60mg/L。从经济性和技术性双重方面进行考虑，60mg/L左右的PAFC投加量是可行的。

2．2 两种絮凝剂去除浊度与色度效果的对比

下表为两种絮凝剂在不同投药量下的浊度去除效果数据，从下表可知:在实验条件下，两种絮凝剂对浊度的去除率均随投药量的增加而增加，两种絮凝剂对色度的去除效果也呈现出随投药量增加而增加。

药品加药量(ml)聚合氯化铝铁色度 浊度 色度聚合氯化铝浊度20 28．7 7．78 17．5 4．02 30 28．7 6．83 15．7 3．69 40 25．6 5．35 15．7 3．05 50 23．7 4．25 15．7 2．81 60 23．2 4．08 14．6 2．45 2．52 80 23．0 3．96 14．2

见表当投药量大于60mg/L时，此时上清液中色度14．6度，达到GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》，在相同投药量下相比，PAFC絮凝剂可以取得较好的浊度和有机物去除效果。在烧杯实验过程中也可以发现加入PAFC絮凝剂后，生成的矾花明显较PAC大，这可能是因为铁盐的加入可以与铝盐产生协同作用，使得生成矾花的体积增加，同时取得较好的浊度和色度去除效果。

对于高分子絮凝剂PAFC而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度越高，链越能充分伸展，吸附架桥的作用范围也就越大，生成较大的絮凝体也越容易，混凝效果会越好。所以在相同投药量下，2种絮凝剂相比较，PAFC的混凝效果好，而PAC效果差。

2．3 两种絮凝剂沉淀时间的对比

在最佳混凝条件水样pH=6，投药量为60mg/L下进行混凝实验。慢搅结束后，静置一定时间后从烧杯中部取出适量水样，测量其浊度，考察沉淀时间对混凝效果的影响，两种絮凝剂出水浊度达到稳定所需的沉淀时间分别为PAC∶9min;PAFC∶5min。这说明PAFC生成的矾花具有较好的沉降性能，可以在较短的时间内完成沉淀过程。而PAC的沉淀性能差需要较长的沉淀时间。这与试验中观察到的现象相符，向水样中投加PAC，生成的矾花较小，沉降速度慢，沉淀15min后仍有少量肉眼可见的白色矾花悬浮于水中。而投加PAFC后，慢搅5min后即可看到矾花，生成的矾花体积较大，沉降速度较快，经过15min的沉淀后几乎全部沉至水底。一般情况下，当混凝阶段生成的矾花体积较大，沉降性能较好时，可以缩短沉淀池的水力停留时间，减小沉淀池的体积。

3 结论

通用化验室烧杯试验的絮凝剂PAFC处理秋季高色度黄河水原水时，混凝效果好于絮凝剂PAC。PAFC在60mg/L的投药量下，生成的矾花体积较大，沉降性能较好，静置5min后即可取得较好的色度和浊度。能够使出厂水浊度小于1NTU，色度小于15度，符合GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》的要求。

［1］石颖．马军．蔡伟民，湖泊水水库水的强化混凝除藻的试验研究［期刊论文］-环境科学学报，2001(02)．