含高岭土原水处理的混凝剂选择

佘伟鸣?
（三明市自来水总公司， 福建 三明 365000）

　　摘 要： 含有高岭土的原水影响着铝盐净水剂的絮凝效果，这是因为高岭土原水中含有沉泥、细菌、胶状成分，致使铝盐所形成矾花细小，难于下沉。然而使用 铁盐净水剂，高价铁能在水解过程中迅速生成氢氧化物微粒，形成的矾花密度大、沉降速度快，这就使含有胶状高岭土的原水能迅速絮凝，以达到处理水质的目的。
　　关键词： 高岭土； 铝盐； 铁盐； 聚合硫酸铁铝
　　中图分类号： TU991.22
　　文献标识码： C
　　文章编号： 1000-4602(2000)03-0047-02

　　三明市自来水总公司的富兴堡、下洋水厂的原水取自于东牙溪，其发源于三元区中村乡莲花顶牛架山，流域面积188km²，主河道总长30km，在主河道两旁的群山地质含有大量高岭土，主要成分是：Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O。由于劈山开道造成的植被损坏，在雨季使大量高岭土流失，从而污染了东牙溪原水水质。这种水质所含的悬浮物颗粒细小，呈乳白色，致使水司下属的富兴堡、下洋水厂净化车间在用铝盐净水剂处理过程中，所形成的矾花细小难于下沉，跑矾花现象严重。由此造成了沉淀水浊度高，滤池负担严重，尤其是不能确保出厂水的水质，以达到安全优质供水的目的，给水司的经济及社会效益带来很大损失。

1 原水水质的分析调查

1.1 藻类
　　藻类也呈乳白色胶状，它的存在也是可能的，因为富兴堡、下洋水厂采用东牙溪水库坝后电 站发电尾水为原水，水库水受到上游农业、林业、畜产业及水产业等污染，致使水中氨氮含量的检测值在0.3mg/L，这些营养物质为藻类繁殖提供了前提条件。?
藻类对饮用水的处理影响较大，尤其会造成铝盐絮凝剂的絮凝能力下降。?
　　为了充分证明该原水是否含有藻类，进行了镜检却没有发现藻类，同时还采用了投加活性炭、氯化等预处理后再加铝盐絮凝剂，也均未能达到预期沉淀效果，为此可以证明该原水未受藻类的污染。
1.2 浊度
　　原水水样浊度处于100～300NTU之间，所含砂粒、粗砂、细砂成分少，大部分呈乳白色胶状粒子。据有关资料^［1］介绍，水中悬浮物的颗粒组分、直径及沉淀时间详见表1。

表1 粒径分析和沉降时间表 名称 颗粒直径（mm) 沉淀时间 砂粒 10 0.3s 粗砂 1 3s 细砂 0.1 38s 沉泥 0.01 33min 细菌 0.001 55h 胶状粒子 0.0001～0.000001 230～2268d

　　由于现原水的主要组分是含高岭土的悬浮物，其粒径主要分布在沉泥、细菌、胶状粒子区域，所以该区域的水中含带负电荷胶状粒子成分占多数，致使铝盐净水剂形成 矾花细小难以下沉。

2 混凝剂、助凝剂的选择试验

2.1 试验方法
　　取含有高岭土原水1000mL置于烧杯中，根据实际需要依次分别加入不同量助凝剂(若不加助凝剂本步骤可以省略)，然后加入相应量的絮凝剂，搅拌10min，静置20min后，检测其沉淀水浊度及pH值，并最终确定助凝剂或絮凝剂的投加量。?
　　选用的助凝剂为熟石灰，絮凝剂为：硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铁铝等，搅拌对比试验结果如表2所示。

表2 对比试验 原水浊度（NTU） 130.2 原水水温（℃） 19.3 原水PH值 7.0 硫酸铝絮凝剂 投加量（mg/L) 20 25 30 35 40 沉淀水浊度（NTU） 21 19 13 15 39 沉淀水PH值 6.6 5.7 5.5 5.4 5.0 熟石灰助凝剂与硫酸铝絮凝剂混合 熟石灰投加量（mg/L) 15 20 25 30 35 硫酸铅投加量（mg/L) 30 沉淀水浊度（NTU） 35 28 13 8.0 16 沉淀水PH值 5.5 6.2 6.5 6.7 6.9 聚合硫酸铁絮凝剂 投加量（mg/L） 25 30 35 40 45 沉淀水浊度（NTU） 45 37 8 6.5 2 沉淀水PH值 5.5 5.3 5.2 5.1 5.0 聚合硫酸铁铝絮凝剂 投加量（mg/L） 5 10 15 20 25 沉淀水浊度（NTU） 35 27 4.9 2.9 2.6 沉淀水PH值 6.9 6.9 6.8 6.8 6.6

2.2 试验结果
　　由对比试验可以看出：?
　　① 当原水中含有高岭土时硫酸铝絮凝剂无法处理该水质，但熟石灰助凝剂与硫酸铝絮凝剂的混合使用，以及聚合硫酸铁、聚合硫酸铁铝絮凝剂的运用均可达到处理该水质的预期效果。?
　　② 聚合硫酸铁耗量大，pH值下降辐度大(达不到国标要求)；熟石灰助凝剂与硫酸铝絮凝剂混合投加后虽然pH值达到国标要求，但硫酸铝耗量相对较大；只有聚合硫酸铁铝对处理后的pH值及耗量均能达到要求。

3 生产实践总结

　　在水司的富兴堡水厂进行生产实践后得出以下结论：?
　　① 对熟石灰助凝剂与硫酸铝絮凝剂混合使用，虽然在实验室模拟试验中可以处理含高岭土原水，但由于熟石灰溶解度(0.165g/100mL、20℃)极低，极易沉淀，所以在实际工艺中无法使用，且硫酸铝耗量大。?
　　② 对铁盐及聚合硫酸铁铝絮凝剂的使用，均能处理含高岭土的原水水质，这是由于铁盐絮凝剂有其若干优点：一是生成氢氧化物速度快，形成的矾花密度大，沉降速度快；二是微粒浓缩性好，沉淀物少；三是污泥脱水性能好，生成氢氧化物絮体不易再溶解等等。然而，铁盐絮凝剂如聚合硫酸铁在实际运行过程中，发现其投加量较大，沉淀水pH值下降幅度较大，同时还存在投加过量影响出厂水色度。因此只有聚合硫酸铁铝絮凝剂的使用可以克服铁盐对 pH值降低幅度大及影响出厂水色度等不足。

参考文献：
［1］川崎市水质研究所.水质管理指标［M］.中国环境科学出版社，1998.

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收稿日期：1999-10-25