二氧化氯氧化結(jié)合高密度沉淀池對含藻水源處理的效果分析

熊悅丁

(遼寧省朝陽水文局， 遼寧 朝陽 122000)

夏季是水體藻類繁殖的主要時期，由于水體藻類比重小，且十分穩(wěn)定，常規(guī)的混凝處理方法很難有效去除水體中的藻類，給水處理帶來很大的難題[1]。近些年來，關(guān)于水體藻類的去除技術(shù)取得一定的研究成果[2- 8]，但這些處理技術(shù)由于副作用影響、造價等原因很難得到推廣和具體應(yīng)用[9]。從安全和經(jīng)濟(jì)成本角度出發(fā)，當(dāng)前二氧化氯氧化技術(shù)在一些區(qū)域水源藻類去除中得到應(yīng)用[10- 12]。但一些研究成果表明[13- 15]，該種方式對于藻類較高情況下的水源處理效果不佳，因此亟需對夏季水源藻類去除效果進(jìn)行試驗探討，尋求高效的藻類去除工藝。一些地區(qū)采用二氧化氯氧化除藻結(jié)合新型高密度沉淀的處理工藝，通過處理水樣的分析，水藻去除效果要好于單純采用二氧化氯氧化技術(shù)的工藝。為提高含藻水源處理效果，本文運(yùn)用二氧化氯氧化結(jié)合高密度沉淀池對含藻水源處理效果進(jìn)行試驗探討。研究成果對于區(qū)域水源含藻水體的高效處理具有重要的參考意義。

1 試驗方法

取適量的含藻原水，分別加入不同量的除藻劑(二氧化氯)，通過室內(nèi)靜態(tài)的試驗方法，探究原水不同pH值、不同二氧化氯投加量對含藻水的去除效果，確定出能夠使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的較優(yōu)的藥劑投加量。

分析方法:水樣中二氧化氯和游離氯濃度的測定采用N-N-二乙基對苯二胺(DPD)分光光度法，ClO2-的濃度利用離子色譜儀測定，檢測限均為25μg/L.具體參數(shù)如下：DionexAS19型分離柱；柱溫30℃；配制ASRS-ULTRA型陰離子抑制器(4mm);100mmol/L的KOH溶液作為梯度淋洗，流速為1mL/min.洗脫程序：8mmol/L流速下持續(xù)14min，等速升至45mmol/L后增速持續(xù)12min。

2 試驗成果

2.1 二氧化氯投加量的實驗結(jié)果與分析

取相同體積的適量原水4份分別置于500mL的燒杯中，分別投加0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/L的二氧化氯進(jìn)行除藻實驗，充分反應(yīng)后測定對原水藻類的去除效果。結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同投加量對藻類的去除率

由圖可知，二氧化氯的初始投加量越大其對藻類的去除效率也越大，試驗中當(dāng)將二氧化氯的濃度由0.1mg/L提高至0.4mg/L，藻類的去除率由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顯，說明投加量為0.4mg/L時原水中的藻類已經(jīng)基本去除，所以確定最終的二氧化氯投加量為0.4mg/L時最佳。

2.2 原水pH值的試驗結(jié)果與分析

取相同體積的適量原水4份分別置于500mL的燒杯中，分別投加等量的二氧化氯，調(diào)節(jié)原水pH值為6、7、8、9進(jìn)行除藻實驗，分別經(jīng)過充分反應(yīng)后取樣測定對原水中藻類的去除效果。結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，研究發(fā)現(xiàn)溶液pH=6～9時，二氧化氯對藻類的去除影響較小，說明pH值不是影響二氧化氯去除藻類的主要因素。所以，利用二氧化氯處理含藻水不必先調(diào)節(jié)pH即可達(dá)到去除效果。根據(jù)實驗室模擬實驗可得到：二氧化氯濃度在0.2～0.6mg/L時，對含藻水的去除效果隨著二氧化氯濃度的增加而逐漸增大，而原水pH值對含藻水的處理效果影響較小，根據(jù)相關(guān)工程實例選擇二氧化氯的投加量為0.4mg/L。通過實驗室靜態(tài)試驗確定出二氧化氯的最佳投藥量之后，采用現(xiàn)場投藥檢測儀進(jìn)行現(xiàn)場除藻處理。

2.3 混凝劑的投加

高密度沉淀池的混凝池、投加池、熟化池內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)速分別按設(shè)計運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)，向混凝池內(nèi)投加混凝劑，投加量從25mg/L到50mg/L，每次按5mg/L遞加，運(yùn)行穩(wěn)定后分別檢測不同投加量高密度沉淀池進(jìn)出水的濁度和藻類，比較混凝劑不同投加量的濁度和藻類的去除率。表1為混凝劑投加量與濁度、藻類去除關(guān)系見表1。

表1 混凝劑投加量與濁度、藻類去除關(guān)系

從分析結(jié)果可看出，混凝劑投加量45mg/L之前，隨混凝劑投加量增加濁度除去率高，超過此值，濁度去除率變化不大。藻類去除效果與濁度近似，超過45mg/L，藻類去除效果不明顯，選擇混凝劑的投加量為45mg/L。

2.4 助凝劑的投加

混凝劑的投加確定后，確定助凝劑的投加量，實驗過程與混凝劑投加實驗接近，混凝劑投加量不變，助凝劑從1mg/L開始投加，每隔1mg/L增加，運(yùn)行穩(wěn)定后檢測高密度沉淀池進(jìn)出水濁度及藻類。助凝劑投加量與濁度、藻類去除效果關(guān)系見表2。

表2 助凝劑投加量與濁度、藻類去除關(guān)系

從試驗分析結(jié)果可看出，進(jìn)水濁度、藻類相對穩(wěn)定，出水的濁度與藻類隨助凝劑的投加有所變化，助凝劑為4mg/L時，濁度、藻類的去除率較高，助凝劑投加量為4mg/L。

3 沉淀池藻類去除效果

3.1 高密度沉淀池去除效果分析

對于含藻水源，采用高密度沉淀池和勻質(zhì)濾料V型濾池進(jìn)行處理，原水經(jīng)取水泵站提升，進(jìn)入高密度沉淀池前需要進(jìn)行預(yù)加二氧化氯處理。對區(qū)域夏季經(jīng)高密度沉淀池處理前后原水藻類含量值進(jìn)行試驗分析，分析結(jié)果見表3。

表3 夏季經(jīng)高密度沉淀池處理前后原水藻類含量值

從高密度沉淀池對藻類的去除效果可看出，夏季原水溫度升高，光照充足，藻類大量繁殖，藻類含量值最高可達(dá)655.84萬個/L，高密度沉淀池處理后經(jīng)檢測藻類降為26.37萬個/L，夏季各月份最高藻類去除率可達(dá)96%，出水藻類值含量均達(dá)到藻類值含量低于30萬個/L的目標(biāo)值要求。

3.2 V型濾池藻類去除效果

在對高密度池藻類去除效果分析的基礎(chǔ)上，對夏季V型濾池的藻類去除效果進(jìn)行分析，夏季經(jīng)V型濾池處理前后原水藻類含量值試驗測定結(jié)果見表4，并對夏季高密度沉淀池90d運(yùn)行對原水濁度以及藻類的去除效果分析，如圖3所示。

表4 夏季經(jīng)V型濾池處理前后原水藻類含量值

從夏季各月份V型濾池處理前后原水藻類含量值藻類含量值測定結(jié)果可看出，最高的5月經(jīng)高密度沉淀池和V型濾池處理后原水藻類含量值從高達(dá)655.84萬個/L降為32.02萬個/L，少于50個/L的改造預(yù)期值。從圖3中可看出高密度沉淀池對濁度和藻類的去除率均逐漸增大，濁度的去除率從開始的66.7%增加到91.1%，藻類的去除率從開始的80%增加到98.8%。因此高密度沉淀池在原水濁度和藻類含量值突變情況下也能保持對濁度和藻類良好的適應(yīng)去除能力。

圖3 高密度沉淀池90d運(yùn)行對原水濁度以及藻類的去除效果分析圖

4 結(jié)語

當(dāng)將二氧化氯濃度由0.1mg/L提高至0.4mg/L，藻類的去除率由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顯。

二氧化氯濃度在0.2～0.6mg/L時，對含藻水的去除效果隨著二氧化氯濃度的增加而逐漸增大，而原水pH值對含藻水的處理效果影響較小。

混凝劑的投加量超過45mg/L，藻類去除效果不明顯，因此在二氧化氯及高密度沉淀池作為水源藻類去除處理時，建議混凝劑的最優(yōu)投加量為45mg/L。