近年來,研究人員采用“改性沸石粉+聚氯化鋁鐵”聯用的強化混凝方法對水中藻類和濁度的去除進行了研究。考察了改性沸石粉和聚氯化鋁鐵(PAFC)投加量、藥劑投加方式、混凝沉淀時間、pH等因素對除藻去濁效果的影響并對比分析了強化混凝與預氯化除藻的效果及對三氯甲烷的影響,其去除效果良好。
一、技術背景闡述
全球河流的40%受到污染有一半以上的河流藻類含量較高。據2008年中國環境狀況公報發布的消息我國七大水系、大部分湖泊、水庫、地下水和近岸海域均受到不同程度的污染。水體污染及富營養化的一個重要標志是藻類的過度繁殖及生長同時藻類對供水生產的影響也很大藻類的大量繁殖不僅增加混凝劑和液氯的消耗、堵塞濾池、增加反沖洗水量而且導致水質異味、影響飲用水水質和人體健康。微污染水中的藻細胞具有帶較高負電荷、密度小、穩定性強、難于聚沉等特點這些都大大增加了含藻飲用水源水的凈化處理難度。目前給水廠采用的除藻技術主要有預氧化和氣浮等方法其中常用的是預氯化法。但在預氯化過程中氯與水中有機物作用生成多種有害鹵代物同時預氯化破壞藻細胞導致藻毒素泄漏帶來水質安全隱患。另外若在水廠新建氣浮設施雖可提高除藻效果但需新增構筑物加大投資和運行成本。因此如何在解決藻類污染問題的同時既保證水質和飲水安全又不增加投資和運行成本已成為人們研究和關注的焦點。
二、試驗分析與結果
藻類細胞細小、帶較高的負電性、密度小、不易被聚沉等問題,是微污染水源水中藻類不易用常規混凝方法去除的主要原因。投加適量改性沸石粉可增強混凝沉淀效果,有望提高藻類去除率。本試驗在保持PAFC投量為3mg/L情況下,改變改性沸石粉的投加量,其對除藻除濁效果的影響見圖1。從圖1可以看出,當沸石粉的投加量在0~100mg/L之間遞增時,其除藻去濁效果表現出先快速升高,然后再緩慢下降的變化過程。當未投加沸石粉時,藻類和濁度的去除率最低,分別為60.4%和30.1%,這表明單獨采用PAFC時,其混凝除藻效果較差;隨著Zeolite投加量增加,除藻去濁效果增強,在60mg/L時效果最佳,其去濁率和除藻率分別為85.78%和90.07%;若繼續增加沸石粉的投加量,混凝效果有緩慢下降的趨勢。改性沸石粉對藻類具有良好的吸附、助凝、助沉效果。改性沸石粉投加量的增加,使水中凝聚絮凝的凝結核濃度增加,在異向絮凝的過程中,不僅加大了顆粒間的有效碰撞幾率,而且可使藻類細胞等與改性沸石粉凝聚成密度更大的絮凝體,易于沉降。
在采用改性沸石粉與PAFC聯用去除水中藻類的過程中,改性沸石粉與PAFC投加順序的改變,對除藻效果也有明顯的影響。當固定改性沸石粉及混凝劑的投加量時,改變改性沸石粉投加方式或順序,其對除藻去濁結果的影響見表2。
改性沸石粉和PAFC投加順序或方式的不同,除藻去濁效果差別較大。先投加改性沸石粉再投加PAFC的試驗中,礬花形成和沉降速度快,靜置沉淀后上清液清澈,濁度較低;反之,先投加PAFC再投加改性沸石粉的試驗中,雖絮體也較大,但很疏松、難下沉,導致靜置后上清液濁度較高。在處理低濁度水時,投加改性沸石粉可起到助凝作用。
總之,采用“改性沸石粉+PAFC”聯用的強化混凝方法對含藻類原水進行凈化處理時,其除藻去濁效果明顯優于單獨投加PAFC。改性沸石粉投加量為60mg/L時,除藻去濁效果最好,濁度和藻總量去除率可分別達到85.78%和90.07%。投加適量的改性沸石粉,可使形成的絮凝體更加密實,沉淀污泥體積減少,不會增加排泥量。