0.前言

近年來，隨著流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，所遇到的原水水質(zhì)條件也越來越復(fù)雜，其中有許多水體都受到不同程度的污染[1]，檢測出多種有機(jī)物，其中有些是EPA規(guī)定的優(yōu)先檢出物，對人體有致癌、致突變、致歧性的危害。同時(shí)，隨著原水水體中污染物數(shù)量和種類的增加，水中有機(jī)物對混凝投藥自動(dòng)控制的影響越來越被重視。水中有機(jī)物的增加，使水體中的各項(xiàng)平衡被打破，朝著膠體穩(wěn)定性增加的方向發(fā)展。許多研究者都得出相同的結(jié)論，水中有機(jī)物的增加，使達(dá)到相同混凝效果時(shí)所需混凝劑的耗費(fèi)量增加，水處理成本上升，也就是說水中有機(jī)物濃度越高越不利于混凝。

1.高錳酸鉀復(fù)合藥劑助凝及除污染機(jī)理

高錳酸鉀復(fù)合藥劑(CompositePotassium簡稱CP)可以利用其有效的氧化性，通過破壞膠體顆粒表面的有機(jī)涂層，降低膠體顆粒表面負(fù)電荷和雙電層排斥作用、減小顆粒的空間阻礙，從而達(dá)到有利于有機(jī)物和濁度降低的效果;通過對膠體顆粒表面有機(jī)涂層的有機(jī)物分子和未與膠體顆粒作用的水中溶解性有機(jī)物分子的不同官能團(tuán)分別發(fā)生作用，改變水中膠體顆粒表面有機(jī)涂層和未與膠體顆粒作用的水中溶解性有機(jī)物的親水性結(jié)構(gòu)，使改變親水性結(jié)構(gòu)的溶解性有機(jī)物和水中膠體顆粒易于脫穩(wěn)，從而達(dá)到有利于去除的有機(jī)物和濁度的目的[2]。

高錳酸鉀復(fù)合藥劑在和水中一些物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，可以改變水中有機(jī)物、膠體顆粒、微生物表面結(jié)構(gòu)或改變金屬離子的電荷，從而促使凝聚現(xiàn)象產(chǎn)生，有利于有機(jī)物和濁度的有效去除[94]。有研究發(fā)現(xiàn)，投加高錳酸鉀復(fù)合藥劑能夠氧化水中的Fe2+、Mn2+使其變成Fe3+、MnO2，這些物質(zhì)可以與有機(jī)物、膠體顆粒、藻類等發(fā)生凝聚作用，有利于后續(xù)的混凝過程;同時(shí)，高錳酸鉀氧化能夠誘導(dǎo)出顆粒凝聚作用，水合二氧化錳可以與水中細(xì)小纖維有機(jī)基質(zhì)、藻類、細(xì)小膠體顆粒等通過吸附架橋作用連接到一起，有利于混凝和濁度的去除。

2.流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)和高錳酸鉀復(fù)合藥劑聯(lián)合使用的生產(chǎn)應(yīng)用研究

實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用試驗(yàn)是在東北某地一地表水廠進(jìn)行的。該水廠水源為一地表水庫，水庫中的水來自于流經(jīng)該市的江水。由于近年來工業(yè)廢水及居民生活污水的排入，水庫中原水受到嚴(yán)重污染，表1為其原水的水質(zhì)全分析報(bào)告，從表1可以看出此水源屬于高有機(jī)物含量的地表水，是一種比較難處理的水體。

表1水質(zhì)全分析檢測報(bào)告

3.水廠情況簡介

該水廠設(shè)計(jì)水量為6萬噸/日，具有兩套平行的水處理工藝流程，設(shè)計(jì)參數(shù)相同。在試驗(yàn)期間，原水水溫為5-60C，平均濁度28-35NTU，色度為25度，CODcr為12.2mg/L。水廠為常規(guī)處理工藝，前處理工藝為預(yù)氯化，混凝劑采用聚合氯化鋁。具體工藝流程見圖1。

由于水廠的有機(jī)污染物較多，混凝效果較差，從而影響沉淀和過濾效果，出水濁度、色度較高未能達(dá)到滿意的處理效果。

4.試驗(yàn)方案

每一小時(shí)測定一次原水的濁度、色度、水溫，同時(shí)測定沉淀池出水濁度、色度、水溫。生產(chǎn)試驗(yàn)共進(jìn)行3個(gè)月，取其中具有代表性的1天試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出控制參數(shù)變化曲線圖2進(jìn)行分析。

為了檢驗(yàn)對水中有機(jī)污染物的去除效果，針對上述兩種處理方法進(jìn)行了原水和沉后水的一些化學(xué)指標(biāo)測定。

在整個(gè)試驗(yàn)運(yùn)行中，高錳酸鉀復(fù)合藥劑和流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)合使用的處理工藝中：高錳酸鉀的平均投加量為1.2mg/L，混凝劑的平均投加量為15mg/L，沉淀池出水平均濁度為4.1NTU，平均去除率為90.1%。而該水廠在同樣的原水水質(zhì)條件下，預(yù)氯化和混凝劑聯(lián)合使用的處理工藝中：平均投氯量為4.0mg/L，混凝劑的平均投加量為32mg/L，沉淀池出水平均濁度為5NTU，平均去除率為87%。

比較可知，相同條件下高錳酸鉀復(fù)合藥劑和混凝劑聯(lián)合使用的處理工藝較預(yù)氯化和混凝劑聯(lián)合使用的處理工藝，沉淀池出水濁度降低0.9NTU，下降幅度約為18%;混凝劑的用量節(jié)約17mg/L，節(jié)約率約為53.1%。

從沉后水的化學(xué)指標(biāo)來看，在相同原水水質(zhì)和混凝劑投加量條件下，高錳酸鉀復(fù)合藥劑和混凝劑聯(lián)合使用的處理工藝中：水中CODcr去除率平均為32.4%，NH3-N去除率平均為73.2%，NO2-N降低至0.004mg/L，大腸菌群去除率平均為100%;預(yù)氯化和混凝劑聯(lián)合使用的處理工藝中：水中CODcr去除率平均為20%，NH3-N去除率平均為70.1%，NO2-N降低至0.004mg/L，大腸菌群去除率為100%。從上述數(shù)據(jù)可以看出，高錳酸鉀復(fù)合藥劑對于原水中有機(jī)物的去除率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)氯化的去除率，所以使用高錳酸鉀復(fù)合藥劑對受污染原水進(jìn)行處理是十分有效的。

5.結(jié)論

在此處理工藝運(yùn)行過程中，流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)均運(yùn)行穩(wěn)定靈敏，流動(dòng)電流檢測值可以迅速準(zhǔn)確的隨原水水質(zhì)及水量的變化而變化，及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行混凝劑投加量的調(diào)整，保證沉淀池出水濁度控制在目標(biāo)值附近。這說明高錳酸鉀復(fù)合藥劑的投加的存在并未對流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行造成干擾，這二者與流動(dòng)電流自控系統(tǒng)聯(lián)合使用是可行的。高錳酸鉀復(fù)合藥劑與流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)合使用，為進(jìn)行存在污染的原水水體凈化處理過程中，實(shí)現(xiàn)混凝投藥控制自動(dòng)化運(yùn)行提供了一種新型有效的控制技術(shù)。

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