摘要：氣浮沉淀裝置是在沉淀池基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，將氣浮和沉淀有機(jī)結(jié)合在同一構(gòu)筑物內(nèi)的新池型。它具有沉淀池和氣浮池的雙重特點和作用，氣浮工藝可以很好地處理低溫、低濁水及高藻水。浮沉池工藝的影響因素很多，本文主要研究了投加藥劑對氣浮沉淀工藝的影響，確定了最佳的加藥量和加藥方式。

關(guān)鍵詞：氣浮沉淀裝置 沉淀工藝 投加藥劑

中圖分類號：X7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0102-02

1 氣浮沉淀裝置的原理

氣浮沉淀裝置是在沉淀池基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，將氣浮和沉淀有機(jī)結(jié)合在同一構(gòu)筑物內(nèi)的新池型。它具有沉淀池和氣浮池的雙重特點和作用，氣浮工藝可以很好地處理低溫、低濁水及高藻水[1]。沉淀依靠顆粒絮凝長成大而重的絮粒下沉達(dá)到去除效果，氣浮借助于微氣泡的作用，在絮粒成長到可以被上升的微氣泡粘附住后攜其浮至水面，達(dá)到去除效果[2]。當(dāng)原水水質(zhì)為低溫低濁、低濁或藻類等含量較高時，可以運(yùn)行氣浮工藝；當(dāng)濁度升高，或濁度持續(xù)很高時，氣浮工藝不能取得很好的效果時，則改換運(yùn)行沉淀工藝，解決水質(zhì)波動時設(shè)備適應(yīng)性差，導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化等問題[3]。在中國北方地區(qū)得到了一定的應(yīng)用[4]。

浮沉池工藝的影響因素很多，原水水溫和濁度，混凝條件，溶氣系統(tǒng)，配、集水系統(tǒng)，水力負(fù)荷與脫氣系統(tǒng)，斜管（板）裝置，排渣、排泥系統(tǒng)[5]等。本文主要研究投加藥劑對氣浮沉淀工藝的影響。

試驗用原水水質(zhì)見表1。

2 絮凝劑的選型及最佳投加量的確定

試驗藥劑的選擇與投加量對氣浮沉淀工藝的運(yùn)行效果起著非常重要的作用，氣浮沉淀工藝是一種快速高效的分離技術(shù)，要求混凝過程能快速完成而且絮凝劑能快速均勻的擴(kuò)散于水中，以便在較短的時間內(nèi)使水中膠體脫紊或絮凝，能達(dá)到快速凈水的目的。因此，試驗選用三氯化鐵、聚合氯化鋁（PAC）兩中常見的絮凝劑，進(jìn)行絮凝劑投加量的優(yōu)化試驗。試驗中聚合氯化鋁（PAC）的投加量（AI2O3的含量計）分別為10，20，30，40，50，60，70mg/L，而三氯化鐵（以Fe的含量計）分別為10，20，30，40，50，60，70mg/L，我們進(jìn)行多組試驗取其平均值，試驗結(jié)果：當(dāng)原水濁度為40～50NTU之間，隨著聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵的投藥量不斷增加，出水濁度均先不斷減小，其去除率不斷增加，聚合氯化鋁（PAC）的投加量為40mg/L時，氣浮出水濁度最低為0.5～0.7NTU，濁度去除率大于98%。三氯化鐵的投加量為50mg/L時，氣浮出水濁度最低為0.9～1.1NTU，濁度去除率小于98%。所以，從對濁度的去除效果，以及經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，考慮到制水成本，我們認(rèn)為聚合氯化鋁（PAC）優(yōu)于三氯化鐵，其最佳投加量為40mg/L。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵對CODMn的處理效果，聚合氯化鋁（PAC）對CODMn的處理效果明顯優(yōu)于三氯化鐵對CODMn的處理效果。且改變聚合氯化鋁（PAC）的投加量對CODMn的處理效果有一定的影響，當(dāng)投加量為30mg/L時，對CODMn的去除率達(dá)到最大為50%左右。隨著投加量的增大，對CODMn的去除率的逐漸趨于平緩。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵對藻類理效果，聚合氯化鋁（PAC）對藻類的處理效果優(yōu)于三氯化鐵對藻類理效果。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）的投加量小于40 mg/L時，對藻類的去除率影響較大。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）的投加量大于40mg/L時，對藻類的去除率可以達(dá)到98%以上。

聚合氯化鋁（PAC）和三氯化鐵在各自的最佳投藥量為40mg/L和50mg/L的情況下，比較其對濁度、CODMn、藻類的去除效果。圖結(jié)果表明，兩種不同的絮凝劑對氣浮的處理效果并不完全相同，聚合氯化鋁（PAC）對濁度、CODMn、藻類的去除率要優(yōu)于三氯化鐵，因此選用聚合氯化鋁（PAC）作為絮凝劑較為理想。

3 兩種藥劑聯(lián)合投加及最佳投藥量的確定

試驗采用聚合氯化鋁（PAC）、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，探討兩種藥劑聯(lián)合投加的處理效果。試驗采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，分別投加0.5、0.8、1.0mg/L高錳酸鉀進(jìn)行試驗，我們進(jìn)行多組試驗取其平均值進(jìn)行試驗分析，試驗原水平均濁度40.8NTU，氨氮平均含量為8.26mg/L，CODMn平均含量為9.56mg/L，藻類平均含量為1084×104個/L。

圖1是對氨氮的去除效果，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.5mg/L時，對氨氮的平均去除率較低為8%；高錳酸鉀投加量為0.8mg/L和1.0mg/L時，對氨氮的去除率比較接近，投加量為0.8mg/L時，去除率最高為24%。

圖2是對CODMn的去除效果，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.8mg/L時，對CODMn的平均去除率最高為54%；

對藻類的去除效果，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.8mg/L時，對藻類的平均去除率為97%；高錳酸鉀投加量為1mg/L時，對藻類的平均去除率也很高，但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，其出水色度略高。

在對濁度的去除效果中，試驗結(jié)果表明：高錳酸鉀投加量為0.5mg/L時，對濁度的平均去除率最高為98.7%；隨著高錳酸鉀投加量的增大，出水濁度增大，通過上述試驗表明，采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，聯(lián)合投加0.8mg/L高錳酸鉀，對原水藻類、CODMn、氨氮的去除效果較好。

4 三種藥劑聯(lián)合投加及最佳投藥量的確定

試驗采用聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，通過多種藥劑的協(xié)同作用，進(jìn)一步提高氣浮沉淀工藝對CODMn、氨氮、藻類的去除率。試驗采用聚合氯化鋁在最佳投藥量40mg/L的條件下，投加0.8mg/L高錳酸鉀，分別投加2，3，4，5，6，7mg/L次氯酸鈉進(jìn)行投加量的優(yōu)化試驗，試驗原水平均濁度52.3NTU，氨氮平均含量為9.24mg/L，CODMn平均含量為9.56 mg/L，藻類平均含量為1084×104個/L。我們進(jìn)行多組試驗取其平均值，試驗結(jié)果如圖3至圖6。

圖3是對氨氮的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對氨氮的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量6mg/L時，對氨氮的去除率達(dá)到30%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率提高不明顯。

圖4是對CODMn的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對CODMn的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量5mg/L時，對氨氮的去除率達(dá)到70%左右，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率提高不明顯。

圖5是對藻類的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對藻類的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量6mg/L時，對藻類的去除率達(dá)到98%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率略有下降。

圖6是對濁度的去除效果，結(jié)果表明：次氯酸鈉投加量不斷增加，對濁度的去除率不斷增大，當(dāng)次氯酸鈉進(jìn)行投加量6mg/L時，對濁度的去除率達(dá)到98%以上，繼續(xù)增加次氯酸鈉投加量，去除率略有下降。

綜上所述，聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加的方法，可以提高氣浮沉淀工藝對珠江原水的處理效果，最佳投藥量為：聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

5 藥劑的投加對氣浮沉淀工藝的影響分析

本試驗選取聚合氯化鋁（PAC）等比較常用的絮凝劑，并借鑒自來水廠的經(jīng)驗選擇合適的藥劑，進(jìn)行了大量藥劑及其投加量的優(yōu)化試驗。試驗確定了微污染原水水質(zhì)條件下，氣浮沉淀工藝處理效果較好的藥劑為聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種藥劑。聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加，其最佳投藥量為聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

試驗結(jié)果表明：聚合氯化鋁（PAC）對去除原水濁度具有較好的效果，去除率可以達(dá)到98%，對藻類的去除率可以達(dá)到98%，但對CODMn的去除率僅為50%左右。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）、高錳酸鉀兩種藥劑聯(lián)合投加時，對CODMn的去除率達(dá)到54%，略有提高，對氨氮的去除率可以達(dá)到20%，由此可知，高錳酸鉀對去除CODMn和氨氮有一定的輔助作用。但在這種運(yùn)行方式下，出水濁度增大，大于1NTU，藻類的去除率也略有下降。當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種藥劑三種藥劑聯(lián)合投加時，對CODMn、氨氮的去除率均有大幅度提高，對CODMn的去除率可以達(dá)到70%，對氨氮的去除率達(dá)到30%以上，對濁度和藻類的去除率也趨于穩(wěn)定，達(dá)到98%以上，處理效果明顯。在試驗水質(zhì)條件下，氣浮沉淀工藝處理效果較好的藥劑為聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉以及高錳酸鉀。聚合氯化鋁（PAC）、次氯酸鈉、高錳酸鉀聯(lián)合投加，其最佳投藥量為聚合氯化鋁（PAC）40mg/L、次氯酸鈉6.0mg/L、高錳酸鉀0.8mg/L。

參考文獻(xiàn)

[1] 王靜超，馬軍，王靜海.氣浮凈水技術(shù)在給水處理中的應(yīng)用及研究概況[J].工業(yè)水處理，2004.

[2] 梁恒，張克峰，王永磊，等.浮沉池工藝在北方地區(qū)水庫水處理中的應(yīng)用[J].凈水技術(shù)，2010.

[3] 李永紅，汪立飛，李彥春，等.氣浮處理含藻水庫水的工藝設(shè)計[J].中國給水排水，2006.

[4] 范海燕，張勇.浮沉池工藝在給水處理中的應(yīng)用研究[J].供水技術(shù)，2009.