高锰酸钾复合药剂去除太湖水中蓝藻和色度试验研究

陈 卫¹　李圭白²　邹浩春³
（1 南京工业大学城建系，江苏南京，210009；2 哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨，150090，
3 无锡市自来水总公司.江苏无锡，214031）

　　摘 要：太湖水的蓝藻水华连年爆发，难以净化处理，且水的色度和州值较高。试验研究表明，高锰酸钾复合药剂的强化混凝作用能有效地去除水中的蓝藻，可以明显提高含藻水的色度去除率，拓宽混凝剂最佳投加量范围，PAC小投加量时的除色效果，且不受PH值的影响。
　　关键词 蓝藻；色度；PPC；强化混凝；饮用水

　　近年来，太湖水体的富营养化使水质恶化，尤其蓝藻水华连年发生，严重影响了供水水质。蓝藻水华高发期在每年的5-1O月，藻类含量在1×10⁷个/L以上，水温通常在30℃左右。大量藻类繁殖和藻类死亡后沉到水底形成的腐殖质导致太湖水的色度较高。太湖水的色度在45～60度之间。现行“生活饮用水卫生标准”规定，饮用水色度不得超过15度。由于藻类的光合作用，湖水的pH
值在6～9之间，在水中藻类含量高时，pH值能上升为9～10。通常，水净化上艺达到良好除色的最优pH值(4.5～6.2)为范围较小。它决定于混凝剂种类、水的碱度、色度物质的浓度和特性。而去除浊度的pH适宜范围在6.5～7.5。显然。这给湖水的饮用水净化增加了困难。
　　高锰酸钾复合药剂是以高锰酸钾为核心，并与其他药剂进行多组分复合所形成的、能强化常规水处理混凝效果的一系列复合药剂。它在低温低浊水的除浊、含藻水的除藻、除臭、控制氯化消毒副产物及致突变活性、除有机污染物质等方面的研究与应用已取得了一些阶段性成果。应用高锰酸钾复合药剂的最大优势是可利用现有净化设施，在不增加水加工工艺组分、不增加生产过程副产物的情况下，生产出合格的水产品。本文研究高锰酸钾复合药剂对太湖水中蓝藻和色度强化混凝的去除效能。

1 试验方法

　　用取自太湖梅梁湾五里湖的湖水进行强化混凝试验。原水水色黄绿略带浑浊，浊度14-22NTU，藻含量6.9×10⁷个/L，以铜绿微囊藻和水华微囊藻为优势藻种，水温21-29℃，pH值7.5-7.7，色度48～50度。
　　杯罐试验在六联搅拌机上进行。混凝剂采用PH值适应范围较宽的聚合氯化铝(PA)。PAC与PPC的投加顺序为先投PAC后投PPC，混合和絮凝的转速与时间分别为300r/min与1min和30r/min与15min，静置时间15min。PAC和PPC投加时间间隔为1min。
　　试验检验指标是沉后水浊度、藻含量和色度。对沉后水用定性游纸过滤。测定滤后水藻含量和色度。采用显微镜血球权计数法进行藻类含量测定、色度检验用铂钴比色法。

2 试验结果与讨论

　　对湖水进行强化混凝试验结果见图1和图2。由图1可见，对单纯投加 PAC与投加PAC和PPC的情况对比，PPC投加量仅在O.5-1.0mg/L时，沉后水浊度有了明显改善。且使得PAC的最佳投加量前移并拓宽了范围。但PPC投加量再增加时，沉后水浊度并没有进一步降低。单纯投加PAC40mg/L时．沉后水藻类去除率为22％。图2显示出，PPC加后、藻类的去除效果特别显著，当PPC为1.0～2.0mg/L时，藻类去除率最高达97％。镜检可观察到藻类活性降低，迅速收缩。在强化混凝过程中，pH值没有变化。
　　试验中，还进行了PPC和PAC的投加顺序对混凝效果和藻类去除的影响比较（见图3与图4）。结果表明，PAC投加量为40mg/L时。先投加PAC，后投加PPC，其混凝效果和藻类去除效果优于先投加PPC后投加PAC的效果，本试验得到PPC的最佳投加量范围为1.0～2.0mg/L。
　　由图5可见，单纯投加PAC时，沉后水色度去除率随PAC投加量的增加而提高，去除率在36～52％之间。当投加PPC后，色度去除率明显提高。仅投加PPC1mg/L时。色度去除率在60～74％之间，亦随PAC投加量的增加去除率提高；当PPC投加量为3mg/L时，色度去除率显著，达到71～81％ 与单纯投加PAC比较。色度去除率平均提高32个百分点。

　　由图6可见，当PPC投加量为3mg/L时，在沉后水色度去除率基础上，滤后水色度去除率又平均提高了8个白分点而单纯投加PAC的滤后水色度去除率变化很小、这与Miller^[1]等人的研究结果相符，即在向水中投加混凝剂后的最初几分钟内除色即完成。其后的絮凝、沉淀和过滤过程并不能进一步去除色度物质。
　　由图7可见，单纯投加PAC时。在PAC较高投加量时，色度的去除随PAC投加的增大呈加速增加；当投加PPC后，沉后水色度大幅度降低，同时，在PAC小投加量范围内、色度的去除随PAC投加量的增大呈加速增加。这说明PPC强化了PAC小投加量时的除色效果。
　　图8反映PAC与PPC配合使用时，对pH值的适应情况和办值对PPC强化混凝效果的影响。用浓度6N的HCl和浓度6N的NaOH调整水的pH值。在pH值为7.5时，单纯投加PAC确定PAC最佳投加量为20mg/L并以此作为试验时PAC的投加量。PPC投加量1mg/L。由试验结果可知、水的pH值在5.5～10.6时。PPC均有显著强化混凝作用，即PPC的强化混凝作用不受pH值的影响。

3 结语

　　高锰酸钾复合药剂的强化混凝能有效地去出水中的蓝藻和水的色度，拓宽了混凝剂最佳投加量范围，可使系统的抗于冲击的能力提高。混凝效果和藻类去陈效果与高锰酸钾复合药剂和聚合铝的投加顺序有关，PPC可以强化过滤对色度的去除作用，明显提高了含藻水的色度去除率；与单纯投加PAC相比、强化了PAC小投加量时的除色效果，可以节省混凝剂；PPC的强化混凝作用不受pH值的影响，解决了常规饮用水处理除浊与除色对pH值要求的矛盾。

参考文献
　　[1]D.J.Miler.J.T.West.Water and Water Eng.,1966,70:291