近年来,研究人员采用“改性沸石粉+聚氯化铝铁”联用的强化混凝方法对水中藻类和浊度的去除进行了研究。考察了改性沸石粉和聚氯化铝铁(PAFC)投加量、药剂投加方式、混凝沉淀时间、pH等因素对除藻去浊效果的影响并对比分析了强化混凝与预氯化除藻的效果及对三氯甲烷的影响,其去除效果良好。
一、技术背景阐述
全球河流的40%受到污染有一半以上的河流藻类含量较高。据2008年中国环境状况公报发布的消息我国七大水系、大部分湖泊、水库、地下水和近岸海域均受到不同程度的污染。水体污染及富营养化的一个重要标志是藻类的过度繁殖及生长同时藻类对供水生产的影响也很大藻类的大量繁殖不仅增加混凝剂和液氯的消耗、堵塞滤池、增加反冲洗水量而且导致水质异味、影响饮用水水质和人体健康。微污染水中的藻细胞具有带较高负电荷、密度小、稳定性强、难于聚沉等特点这些都大大增加了含藻饮用水源水的净化处理难度。目前给水厂采用的除藻技术主要有预氧化和气浮等方法其中常用的是预氯化法。但在预氯化过程中氯与水中有机物作用生成多种有害卤代物同时预氯化破坏藻细胞导致藻毒素泄漏带来水质安全隐患。另外若在水厂新建气浮设施虽可提高除藻效果但需新增构筑物加大投资和运行成本。因此如何在解决藻类污染问题的同时既保证水质和饮水安全又不增加投资和运行成本已成为人们研究和关注的焦点。
二、试验分析与结果
藻类细胞细小、带较高的负电性、密度小、不易被聚沉等问题,是微污染水源水中藻类不易用常规混凝方法去除的主要原因。投加适量改性沸石粉可增强混凝沉淀效果,有望提高藻类去除率。本试验在保持PAFC投量为3mg/L情况下,改变改性沸石粉的投加量,其对除藻除浊效果的影响见图1。从图1可以看出,当沸石粉的投加量在0~100mg/L之间递增时,其除藻去浊效果表现出先快速升高,然后再缓慢下降的变化过程。当未投加沸石粉时,藻类和浊度的去除率最低,分别为60.4%和30.1%,这表明单独采用PAFC时,其混凝除藻效果较差;随着沸石投加量增加,除藻去浊效果增强,在60mg/L时效果最佳,其去浊率和除藻率分别为85.78%和90.07%;若继续增加沸石粉的投加量,混凝效果有缓慢下降的趋势。改性沸石粉对藻类具有良好的吸附、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结核浓度增加,在异向絮凝的过程中,不仅加大了颗粒间的有效碰撞几率,而且可使藻类细胞等与改性沸石粉凝聚成密度更大的絮凝体,易于沉降。
在采用改性沸石粉与PAFC联用去除水中藻类的过程中,改性沸石粉与PAFC投加顺序的改变,对除藻效果也有明显的影响。当固定改性沸石粉及混凝剂的投加量时,改变改性沸石粉投加方式或顺序,其对除藻去浊结果的影响见表2。
改性沸石粉和PAFC投加顺序或方式的不同,除藻去浊效果差别较大。先投加改性沸石粉再投加PAFC的试验中,矾花形成和沉降速度快,静置沉淀后上清液清澈,浊度较低;反之,先投加PAFC再投加改性沸石粉的试验中,虽絮体也较大,但很疏松、难下沉,导致静置后上清液浊度较高。在处理低浊度水时,投加改性沸石粉可起到助凝作用。
总之,采用“改性沸石粉+PAFC”联用的强化混凝方法对含藻类原水进行净化处理时,其除藻去浊效果明显优于单独投加PAFC。改性沸石粉投加量为60mg/L时,除藻去浊效果最好,浊度和藻总量去除率可分别达到85.78%和90.07%。投加适量的改性沸石粉,可使形成的絮凝体更加密实,沉淀污泥体积减少,不会增加排泥量。