出　　自： 《中國(guó)給水排水》 1998年第5期第9頁(yè)
發(fā)表時(shí)間： ：1998-5

馬軍；石穎；劉偉；李圭白
( 哈爾濱建筑大學(xué))

摘要：高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化對(duì)水中藻類的去除試驗(yàn)表明，投加少量的高鐵酸鹽復(fù)合藥劑即可顯著地提高對(duì)水中藻類的去除效率。將它與傳統(tǒng)的預(yù)氯化除藻工藝進(jìn)行對(duì)比，表明高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化的除藻效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的預(yù)氯化工藝。

關(guān)鍵詞：除藻 氧化處理 高鐵酸鹽 氯化 混凝

　　由于水體受到污染，水中營(yíng)養(yǎng)成分濃度較高，在一定的陽(yáng)光和溫度條件下，藻類過(guò)量繁殖。水中藻類嚴(yán)重地影響給水處理效果。因藻類一般帶負(fù)電，所以含藻水混凝困難，不易形成良好的絮體。由于藻類密度低，其沉淀效果較差。此外，藻類會(huì)粘附在濾料表面，使濾池過(guò)濾周期縮短。藻類在代謝過(guò)程中產(chǎn)生多種嗅味，使水難于飲用。由于藻類的尺寸很小，可穿透濾池進(jìn)入給水管網(wǎng)，影響管網(wǎng)水質(zhì)。藻類也是典型的氯化消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物質(zhì)，在消毒過(guò)程中與氯作用形成三鹵甲烷等多種有害副產(chǎn)物。因此，控制與去除水中藻類具有重要的意義，也是目前給水處理領(lǐng)域普遍關(guān)注的問(wèn)題。
　　水中藻類的去除主要有微濾、氣浮、接觸過(guò)濾或投加氧化劑等幾種方式。其中，氧化預(yù)處理是去除水中藻類較為普遍采用的方法，可有效地強(qiáng)化現(xiàn)行給水處理工藝的除藻效能，應(yīng)用較多的是預(yù)氯化工藝。雖然預(yù)氯化能夠強(qiáng)化對(duì)藻類的去除，但在預(yù)氯化過(guò)程中氯與原水中較高濃度的有機(jī)物作用會(huì)生成一系列對(duì)人體有害的鹵代有機(jī)物，因而此工藝的使用逐漸受到各國(guó)的限制。近年來(lái)，歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家采用臭氧預(yù)氧化除藻，雖然效果較好，但投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，難于在發(fā)展中國(guó)家應(yīng)用。因而急需具有高效、低耗、無(wú)副作用等特征，適合我國(guó)國(guó)情的新型預(yù)氧化除藻技術(shù)。
　　具有多功能凈水效能的高鐵酸鹽復(fù)合藥劑，解決了其生產(chǎn)制備及其穩(wěn)定性等方面的關(guān)鍵問(wèn)題，使之能夠應(yīng)用于生產(chǎn)中。高鐵酸鹽是一種氧化能力極強(qiáng)的氧化劑，其在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氧化勢(shì)(E°)高達(dá)2.20 V，甚至高于臭氧(E°=2.07V)。初期的研究結(jié)果表明，高鐵酸鹽復(fù)合藥劑具有優(yōu)良的除污染功能 [1] ，且能顯著地促進(jìn)混凝 [2] 。

1 試驗(yàn)方法

　　含藻水取自某人工淺湖，水的顏色呈暗綠色，濁度為10～30 NTU ，pH為7.5～7.7，原水含藻量為8×10 6 ～2×10 7 個(gè)/L，水溫15～18℃。
燒杯攪拌試驗(yàn)在DBJ——六聯(lián)定時(shí)攪拌器上進(jìn)行。將含藻水轉(zhuǎn)移至一系列500 mL的玻璃燒杯中，投加一定量高鐵酸鹽復(fù)合藥劑，以300 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌一定時(shí)間，再投加一定量的混凝劑[硫酸鋁Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O或聚合鋁(唐山產(chǎn))]，繼續(xù)以300r/min的轉(zhuǎn)速快攪1min，然后以40r/min的轉(zhuǎn)速慢攪10min，靜置20min后在水面1cm以下抽取上清液測(cè)定水中剩余藻類。
　　藻類的測(cè)定采用顯微鏡計(jì)數(shù)法進(jìn)行。經(jīng)鏡檢觀察到水中藻類主要有二形柵藻、光滑鼓藻、粗糙布紋藻、長(zhǎng)錐形錐囊藻、螺旋魚(yú)腥藻、強(qiáng)氏螺旋藻、水花微囊藻等。

2 試驗(yàn)結(jié)果

　　首先以精制硫酸鋁為混凝劑，將高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化與單純硫酸鋁混凝兩種情況下的除藻效果進(jìn)行對(duì)比。高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的預(yù)氧化時(shí)間為1min。由圖1可見(jiàn)，單純硫酸鋁混凝能使水中藻類濃度有所下降，但去除率甚低，當(dāng)硫酸鋁投量為20～50mg/L時(shí)，沉后藻類去除率僅為20 %～30%；即使硫酸鋁投量高達(dá)80mg/L，沉后藻類去除率也僅為50%左右。由圖1可明顯看出，少量的高鐵酸鹽復(fù)合藥劑[如0.14mg/L(Fe)]可使沉后藻類顯著下降，當(dāng)硫酸鋁投量為20～50mg/L時(shí)，沉后藻類去除率可達(dá)60%左右，而且隨著高鐵酸鹽復(fù)合藥劑投量增加，沉后余藻量進(jìn)一步降低；當(dāng)高鐵酸鹽復(fù)合藥劑投加量為1.4mg/L(Fe)，硫酸鋁投量為80mg/L條件下，沉后藻類去除率高達(dá)75%。
　　試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鹽復(fù)合藥劑加入到水中后被迅速還原，顏色很快消失。通過(guò)鏡檢觀察到高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化使水中藻類活性顯著降低，同時(shí)迅速收縮聚結(jié)，并在其表面吸附一些微小顆粒。該現(xiàn)象表明，高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化可顯著地促進(jìn)水中藻類的凝聚。

　　圖2為高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化時(shí)間對(duì)除藻效果的影響。可見(jiàn)，僅需要很短的預(yù)氧化時(shí)間(如1min)即可取得顯著的除藻效果，隨著預(yù)氧化時(shí)間延長(zhǎng)，沉后藻類濃度進(jìn)一步下降。

　　考慮到聚合鋁也是目前給水處理中較普遍采用的混凝劑，因此進(jìn)一步比較了高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化與單純聚合鋁混凝除藻效果，結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯?，當(dāng)采用聚合鋁為混凝劑時(shí)，高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化也顯著地提高了沉后藻類的去除率；將水樣用定性濾紙(中速)進(jìn)一步過(guò)濾后，除藻率又有所提高。
　　由于預(yù)氯化是較普遍采用的傳統(tǒng)預(yù)氧化除藻方法，故進(jìn)一步將高鐵酸鹽復(fù)合藥劑與傳統(tǒng)預(yù)氯化除藻效果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果如圖4所示。當(dāng)采用預(yù)氯化除藻時(shí)，除藻率隨著投氯量增加而逐漸升高，但當(dāng)投氯量增加到一定程度后(如2～3mg/L)，除藻率不再進(jìn)一步提高，而穩(wěn)定在一定去除率上，即預(yù)氯化除藻效果有一定的限度；當(dāng)采用高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化除藻時(shí)，僅需少量的高鐵酸鹽復(fù)合藥劑即可使除藻效果顯著提高，沉后除藻率提高到70%以上，濾后除藻率提高到80%以上。由于高鐵酸鹽預(yù)氧化不產(chǎn)生任何有害的鹵代副產(chǎn)物，且同時(shí)具有多功能的凈水作用 [1，2] ，因而與傳統(tǒng)的預(yù)氯化相比具有顯著的優(yōu)越性。

3 結(jié)語(yǔ)

　　本文通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化可顯著地提高對(duì)水中藻類的去除率，除藻效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的預(yù)氯化工藝。由于高鐵酸鹽復(fù)合藥劑同時(shí)具有多功能的凈水效果，且對(duì)飲用水水質(zhì)無(wú)副作用，因而在含藻水處理上將具有很大的應(yīng)用潛力。

參考文獻(xiàn)

　　1 馬軍，劉偉，劉慧，等.高鐵酸鹽復(fù)合藥劑除污染效能研究.《給水排水》，1988；24(2):21～24
　　2 馬軍，劉偉，李圭白.高鐵酸鹽復(fù)合藥劑強(qiáng)化混凝處理低溫低濁水的試驗(yàn)研究.《給水排水》，1996；23(11):9～11

　　作者簡(jiǎn)介:馬軍 教授 工學(xué)搏士
　　通訊處:150008 哈爾濱建筑大學(xué)新區(qū)627信箱
　　(收稿日期 1998-02-12)

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