低溫下高錳酸鹽復(fù)合藥劑強(qiáng)化去除城市污水二級出水中污染物的研究

1、低溫下高錳酸鹽復(fù)合藥劑強(qiáng)化去除城市污水二級出水中污染物的研究齊雪梅丁恒如劉永昌(上海電力學(xué)院能源與環(huán)境工程學(xué)院，上海200090)摘要】低溫下以城市污水廠二沉池出水為試驗(yàn)水質(zhì)，通過燒杯試驗(yàn)研究了高錳酸鹽復(fù)合藥劑強(qiáng)化去除該水質(zhì)中的污染物質(zhì)。研究結(jié)果表明投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行預(yù)處理與傳統(tǒng)常規(guī)的混凝工藝相比能顯著提高有機(jī)物和濁度的去除效果。高錳酸鹽復(fù)合藥劑投加方式對其強(qiáng)化混凝效果影響不顯著，相同的混凝劑用置情況下，投加一定量的高錳酸鹽復(fù)合藥劑時UV254的去除率可提高10-13，濁度的去除率可提高24左右。關(guān)鍵詞】高錳酸鹽復(fù)合藥劑；二級出水；預(yù)氧化在我國668座大中城市中有400座城市面臨缺水問題

2、，日缺水量1 600萬m3，年缺水量約60億m3，嚴(yán)重缺水的城市有110個，缺水已成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活改善的制約因素。工業(yè)用水占城市供水量的80左右，而循環(huán)冷卻水又占工業(yè)用水的70以上。城市污水污染物含量底(城市污水中只含01的污染物，而海水含鹽35)、水量水質(zhì)穩(wěn)定、不受季節(jié)影響的特點(diǎn)，而循環(huán)冷卻水水質(zhì)需求量大，水質(zhì)要求不高，十分有利于城市污水經(jīng)處理后回用。城市污水二級出水再經(jīng)過適當(dāng)處理，如混凝、沉淀、過濾、消毒，或利用膜分離技術(shù)、臭氧氧化、活性炭吸附等深度處理工藝，可滿足不同的用途和需要。如用于生活雜用、綠化景觀、建設(shè)施工、循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水等，可以采用以下工藝流程即二級處理污水一混凝沉

3、淀一過濾一消毒一出水。高錳酸鹽預(yù)氧化技術(shù)是提高混凝工藝去除有機(jī)污染物的有效途徑之一，與其它方法相比，采用高錳酸鹽氧化法作為混凝工藝的前處理工藝具有反應(yīng)速度快、處理效率高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因此本文以上海市東區(qū)水質(zhì)凈化廠出水為試驗(yàn)用水，研究高錳酸鹽復(fù)合藥劑對混凝去除水中污染物的強(qiáng)化作用，為城市污水二級出水的深度處理工藝及回用研究提供一定的參考依據(jù)和理論支持。1試驗(yàn)方法11儀器及試劑主要儀器：ZR46混凝試驗(yàn)攪拌機(jī)；UV2000型紫外可見分光光度計(jì)；XZ-1B型散射光濁度儀：雷磁pH-S3CpH計(jì)；1020A型TOC分析儀(美國)主要試劑：聚合氯化鋁(PAc)(工業(yè)級)；高錳酸鉀(分析純)，其他化

4、學(xué)試劑均為分析純。12工藝流程試驗(yàn)中，用1000 mL燒杯模擬反應(yīng)池和沉淀池；常規(guī)混凝工藝條件為投加混凝劑PAC，以'120 rmin下攪拌1 min，然后再以30 rmin攪拌10 min，靜置20min，抽取上清液，分別測定UV254和濁度。高錳酸鉀或高錳酸鹽復(fù)合藥劑的投加方式為150 rmin下攪拌10 min，其投加順序?yàn)榛炷齽┲巴都?、與混凝劑同時投加及混凝劑之后投加，通過高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化強(qiáng)化混凝與常規(guī)混凝處理效果的對比，分析高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化的強(qiáng)化混凝效應(yīng)。13試驗(yàn)用水試驗(yàn)過程中水質(zhì)為上海市東區(qū)水質(zhì)凈化廠二沉池出水，具體的水質(zhì)參數(shù)為UV254為01920196 c

5、m-1，CODMn為629786 mgL，濁度為682902NTU，pH為716775。TOC為16.7818.12 mgL，水溫6。2結(jié)果與討論21高錳酸鹽復(fù)合藥劑投加方式對其強(qiáng)化混凝效果的影響由于水質(zhì)不同，高錳酸鹽復(fù)合藥劑與混凝劑的投加順序?qū)炷に嚨某廴拘芫哂幸欢ǖ捻?。在高錳酸鹽復(fù)合藥劑中，高錳酸鉀的投加量為08 mgL，成分A的投加量為10 mg/L，成分B的投加量為10 mgL時，將三種物質(zhì)混合在一起即組成高錳酸鹽復(fù)合成分，其投加方式對強(qiáng)化混凝效果的影響見圖1和圖2。本次試驗(yàn)選擇了高錳酸鹽復(fù)合藥劑與混凝劑PAC的四種投加方式：單獨(dú)投加PAC+1rain；復(fù)合藥劑+10min+PA

6、C+1min；復(fù)合藥劑+PAC+10min+1rain；PAC+1rain+復(fù)合藥劑+lOmin。由圖1和圖2可以看出，在PAC用量為48 mg：L范圍內(nèi)，隨著其用量的增加，UV254的去除率也隨之增大，但是當(dāng)PAC用量大于8 mg/L，隨著混凝劑用量的增加，uv254去除率并沒有明顯的增大，因此可以確定PAC的用量為8 mgL。在此混凝劑用量情況下，PAC與復(fù)合藥劑同時投加時UV254的去除效果稍好于其他投加方式，無論何種投加方式，投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行預(yù)氧化強(qiáng)化混凝效果均優(yōu)于單獨(dú)投力1PAC的去除效果，濁度的去除效果變化趨勢類似于Uv254的變化趨勢。22高錳酸鹽復(fù)合藥劑中不同成分用量對

7、其強(qiáng)化混凝效果的影響確定成分B的用量為10 mgL，在不同混凝劑用量情況下研究復(fù)合藥劑成分中高錳酸鉀及成分A的用量對其強(qiáng)化混凝效果的影響。由圖3和圖4可以看出對于城市污水二沉池出水來說，增加高錳酸鉀的用量或者是增加成分A的用量都能提高UV：弘的去除效果，綜合分析得出投加12 mgL的高錳酸鉀及10 mgL的成分A時，Uv254的去除效果好于其他三種成分配比。對于濁度的去除效果來說，四種配比均在混凝劑用量為8 mgL時達(dá)到出水濁度最低，且均小于l NTU，因此可以確定高錳酸鉀的用量為12 mgL，成分A的用量為10 mgL時比較適合污水廠二沉池出水。23三種不同處理工藝混凝效果的對比單獨(dú)投加混凝

8、劑的常規(guī)混凝工藝、高錳酸鉀預(yù)氧化工藝及高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化工藝對UV254和濁度的去除效果如圖5和圖6所示。由圖5可以看出，在PAC用量為8 mgL情況下，投加12 mgL高錳酸鉀進(jìn)行預(yù)氧化，UV254的去除率由常規(guī)混凝工藝的15左右提高到20左右；而對于投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑即在1.2 mgL高錳酸鉀的基礎(chǔ)上再投加10 mgL的A及10 mgL的B，Uv254的去除率由常規(guī)混凝工藝的15左右提高到26左右，與常規(guī)混凝工藝相比，投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行預(yù)氧化Uv254的去除率可提高10左右。由圖6可以看出，在PAC用量為8 mgL情況下，單獨(dú)投加混凝劑的常規(guī)混凝工藝，沉淀上清液濁度為225 N

9、TU；而投加12 mgL高錳酸鉀進(jìn)行預(yù)氧化，沉淀上清液濁度為064 NTU；投加一定量的高錳酸鹽復(fù)合藥荊進(jìn)行預(yù)氧化，沉淀上清液濁度為O86 NTU。由以上分析可以看出，在一定混凝劑用量情況下，投加一定量的高錳酸鹽復(fù)合藥劑可顯著提高濁度和Uv254的去除效果。另外由于該水樣取自冬季1月份，水溫較低(6左右)，濁度較低(69 NTU)，屬于低溫低濁水，混凝劑的水解反應(yīng)速度緩慢，絮凝反應(yīng)慢，不利于混凝對濁度和有機(jī)物的去除161，因此無論采用何種處理工藝，在混凝劑投加量從8 mgL14 mgL，隨著混凝劑投加量的增加，濁度和UV254的去除率并沒有顯著增大。24 PPC預(yù)處理強(qiáng)化混凝的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)一般情況

10、下，水體中由于有機(jī)污染物的存在，導(dǎo)致混凝效果下降，因此要改善處理效果，就必須增加混凝劑用量，這樣就造成了制水成本的增加。由以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用一定量的高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)處理可明顯強(qiáng)化混凝工藝的處理效果，提高濁度和UV2s4的去除率，改善出水水質(zhì)。而且在達(dá)到相近出水水質(zhì)的情況下，投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行預(yù)處理可在很大程度上節(jié)省混凝劑的用量，從而可降低制水成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。由圖5和圖6可以看出，當(dāng)投加一定量的高錳酸鹽復(fù)合藥劑時，PAC的投量只需4 mg/L,就可以達(dá)到與單獨(dú)8 mgL PAC投量時相近的UV254去除率和出水濁度(約30 NTU)，PAC的用量相對節(jié)省50。另外，高錳酸復(fù)合藥劑中各成分都是固體藥劑，藥劑價(jià)格比較便宜，存放和投加都簡便易行，不需要增加多少構(gòu)筑物和設(shè)備，先期的固定投入成本就較低，是一種可靠實(shí)用性強(qiáng)的水處理技術(shù)。3結(jié)論(1)對于上海市東區(qū)水質(zhì)凈化廠二沉池出水，混凝劑PAC的最佳用量為8 mgL，高錳酸鹽復(fù)合藥劑的投加方式對其強(qiáng)化混凝效果的影響差別不大，其中復(fù)合藥劑與混凝劑同時投加的效果稍優(yōu)于其他兩種投加方式，復(fù)合藥劑無論采用何種投加方式，均對濁度和uv254的去除效果具有顯著的提高。(