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工农业的发展使水源水污染日益严重,有害物质种类、浓度逐年增加,水源水微污染状况日益严重。现有常规处理工艺已不能有效保证水厂出水水质,无法满足饮用水安全性的需要。对已污染的水源水在短期内得到治理是不现实的。强化常规给水处理工艺,以适应不断变化的水源水水质,最大限度的发挥现有工艺的效能,保证良好的饮用水水质,才是适合我国国情的发展方向。
强化混凝是指在常规混凝处理时投加过量的混凝剂、新型混凝剂、助凝剂或者是其它的药剂并控制一定的pH值,加强混凝与絮凝作用,从而提高常规处理中有机物的去除效果,最大限度地去除消毒副产物的前体物,保证饮用水出水水质的方法。常规混凝以除浊为目的,而强化混凝在除浊的同时强调对有机物的去除,以增加有机物的去除率来控制最佳絮凝条件。相对其它处理工艺,其成本较低且在原有处理设备上稍作改造就可实施。
目前国内外已经有不少有关强化混凝方面的理论研究,但是由于水源水质和所使用的混凝剂的差别,这些研究成果并不一定有广谱性。本论文针对长江南京段水源水特点,分别采用聚合氯化铝(PAC)和自制聚硅硫酸铁(PFSS)作为混凝剂,研究了强化混凝对浑浊度、有机物等的去除效果,确定了混凝剂的最佳投加量和投加条件,并系统的评价了各混凝剂的混凝效果以及对后续处理工艺可能产生的影响,也对混凝剂的混凝机理进行了探讨。
金属聚硅酸复合型混凝剂是一种新型水处理药剂,是无机高分子混凝剂研究的重点。本论文采用共聚法制备PFSS混凝剂,考察了不同条件下制备的PFSS混凝剂的混凝性能,确定该混凝剂的最佳制备工艺条件为:常温下,最佳SiO2浓度为2.30%;活化pH值为6;活化时间16min;最佳Fe/Si比为1/1。在此条件下制备的PFSS混凝剂混凝性能好,贮存时间长。
通过强化混凝实验,考察自制PFSS混凝剂及常规PAC混凝剂对为水源水中有机物的去除效果及强化混凝最佳工艺条件。结果表明:自制PFSS混凝剂强化混凝处理微污染水源水对有机物的去除效果较好,最佳强化混凝反应条件为:最佳pH值为6,混凝剂投加量为10mg/L,混合速度为320r/min,混合时间3min,絮凝速度100 r/min,絮凝时间40min,沉淀时间40min。在此条件下,水源水中TOC去除率达68%以上。
采用自制聚硅硫酸铁混凝剂强化混凝处理微污染水源水具有药剂投加量少、絮体的沉降性好、无毒无害等特点,对水源水中有机物的去除率高,有效保障了饮用水安全,具有广泛的经济效益、社会效益和环境效益。