聚合硫酸铁、碱式氯化铝两种混凝剂联用处理高浊、高色黄河原水研究

闫洪波
(胜利石油管理局供水公司)

　　摘　要：本文通过对胜利石油管理局供水公司滨南水厂原水投加混凝剂的研究，阐述了聚合硫酸铁、碱式氯化铝两种混凝剂联合应用对高浊、高色黄河水处理效果的影响，丰富了新型混凝剂聚合硫酸铁的应用条件。
　　关键字： 聚合硫酸铁、碱式氯化铝联用 处理 高浊、高色黄河水

A Study on Treating the Yellow River Water by Means Of PAC and PFS
Yan Hongbo
(Water Supply Company,Shengli 0il Field，Dongying City，Shandong Province 257097，P.R.China)

　　Abstract：By combining PFS and PAC to treat the Yellow River Water，the impact of treatment efficiency is sketched in the paper，in some time， the Yellow River Water in Binnan Water Plant in Shengli 0il Field consits Of more particle and more colour，and then the condition of making use of PFS increased．
　　Keywords：PFS and PAC　　　treat　　　the Yellow River Water

1 概况：

　　胜利石油管理局供水公司滨南水厂，位于山东省东营市。该水厂以黄河水为水源，黄河水先经水库沉沙贮存后，再经水厂处理。供水规模5×10⁴米³/日，水库库容2000×10⁴米³。水库的结构形式为黄河三角洲围坝平原水库。1998年，由于黄河上游受到一定程度的污染，水库水深仅有2～4米，春夏季节蒸发量大，阳光充足，水库中生长了部分水草，水库原水浊度90NTU，色度38度，出现了高浊、高色现象，水厂出厂水浊度、色度水质指标出现了瞬时超标，给水厂日常水处理带来了难题。

2 现状分析：

　　原水污染指标检测如下表1。
　　滨南水厂采用聚合硫酸铁为混凝剂。聚合硫酸铁在生产过程中，采用硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)、硫酸(H₂SO₄)、水(H₂O)、氯酸钠(NaClO₃)等为主要原料，其反应方程式为：
　　FeSO₄·7H₂O+H₂SO₄+NaClO₃→[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2]_m　　m=f(n)　　n＜2

滨南水厂原水污染指标检测表１（单位：mg/l）1998年9月 检测项目 标准值 实测值 检测结果 总磷 ≤0.1 0.171 超标 高锰酸钾指数 ≤8 6.69 合格 化学需氧量 ≤20 49.6 超标

　　在混凝过程中，大量的聚合阳离子如：[Fe₃(OH)₄]₅₊、[Fe₄(OH)₄]₆₊、[Fe₆(OH)₁₂]₆₊等能快速发挥电荷中和和絮凝架桥作用，由于铁盐矾花颗粒形成快，颗粒密度大，较稳定，沉降时间短，应用广泛。黄河三角洲水源水库由于地质条件的限制，pH值一般在8.0以上，很适合使用铁盐混凝剂，在一般情况下，水质处理都会收到较好的效果。由于该药剂在合成过程中使用了氯酸盐，氯酸盐具有杀菌作用_[1]，随着水源日益受到污染，采用该药剂有较好的前景。但在滨南水厂高浊、高色水处理中却遇到了异常情况。
　　聚合硫酸铁使用硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)做为主要原料，不可避免含有亚铁离子(Fe²⁺)，由于它的存在，要求水体有较高碱度，此混凝剂要避开亚铁离子不利影响，参照硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)要求_[2]，水的pH值8.1～9.6，可使水中的二价铁氧化为三价铁。浊度越高，必然要求多投加混凝剂，而随着投药量的增加，混凝剂中的亚铁高子浓度[Fe²⁺]会使水体色度上升。另一方面，由于聚合硫酸铁酸性较强，其pH值：0.5～1.0，如果投药量过大，会影响水的碱度，pH值也会降低。根据试验结果，投药量20mg/l，pH值可降低0.5左右，原水浊度90NTU，投药量接近50mg/l时，渊值降低1.0以上，从而影响了二价铁离子转化为三价铁离子，使二价铁离子浓度上升，虽然出厂水浊度达到了标准，但色度却达不到标准。

3 解决办法：

　　鉴于以上情况分析，首先考虑到了碱式氯化铝混凝剂，其分子式为[Al_n(OH)_mCl_2n-m]。三价铝盐混凝剂的水解产物与pH值有很大关系，采用碱式氯化铝，虽然药剂呈酸性，但其pH值=4.5，比聚合硫酸铁的pH值高许多。在混凝过程中，水的pU值降低并不明显，混凝前后pH值基本保持不变[3]，其适应范围pH值：5～9，最佳混凝州值为6.5～7.5，但由于原水中藻类等有机物的存在，必须进行氧化，才能保证混凝效果，实验室试验过程中证实，由于水中污染物质较多，需要消耗大量的碱式氯化铝，此种情况显示了它的弱点。与铁盐混凝剂水解产物相比，其氢氧化物相对密度为2.42，而铁盐氢氧化物相对密度为3.3～3.9，在沉降和运行控制上铝盐不如铁盐。从加药量上来看，其投加量大于铁盐。基于以上分析得出了结论；聚合硫酸铁和碱式氯化铝两种药剂单独使用，均不能处理好高浊、高色这-特殊水质。
　　既然两种药剂均不能很好地达到处理效果，能不能将两种药剂联合应用，既发挥两种药剂的优点，又避免各自的缺陷，从而达到预期的目标．本着这一出发点，以水厂一级处理构筑物澄清池为控制点进行了研究，通过将两种药剂不同比例联合实验，得出一个结论：两种药剂联合应用，浊度指标既优于单独铁盐，又优于单独铝盐；色度指标，优于单独铁盐，与单独投加铝盐比较效果无明显差别，并无不良影响，达到了处理高浊、高色黄河水的期望效果。对此结果，做一下经济比较如下：

药 剂 碱式氯化铝 聚合硫酸铁 两种药剂联用 药耗(元／米³　水) 0.104 0.096 0.078 注：两种净水剂价格均为：1400元／吨

　　通过两种混凝剂联合应用，使出厂水浊度、色度指标均达到了要求，并取得了一定的经济效果。

4 结论：

　　通过聚合硫酸铁、碱式氯化铝联合应用，可以解决黄河高浊、高色原水水质难题，为今后处理类似水质提供了参考。丰富了聚合硫酸铁应用条件，为聚合硫酸铁药剂应用进行了有益的探索。

参考文献：
　　[1]严瑞碹．水处理剂应用手册．北京：化学工业出版社出版．2000.1
　　12)上海市政工程设计院．给水排水设计手册．第3册．城市给水．北京：中国建筑工业出版社出版．1986 12
　　[3)中国土木工程学会给水排水学会给水委员会．中国给水五十年回顾．第七届年会论文集．北京：中国建筑工业出版社出版．1999．9

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作者简介：
　　闫洪波 1963年生，男，汉族，高级工程师，在读硕士，研究方向给水处理