呂承梅

（淄博引黃供水管理局 水質(zhì)檢測中心，山東 淄博 255000）

南水北調(diào)東線工程在13年11月完成試通水，準(zhǔn)備引入淄博水廠進行調(diào)試運行。由于渠道剛投入輸水，含雜質(zhì)和污染物多而復(fù)雜，同時水源來自南四湖，水體富營養(yǎng)化污染嚴(yán)重，常規(guī)水處理工藝很難混凝過濾出廠水不能達到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

污染原水的預(yù)處理技術(shù)由于投資少見效好等特點成為水處理行業(yè)提高水質(zhì)的重點，資料顯示高錳酸鉀能夠有效氧化去除水中部分異臭物質(zhì)[1]，減少消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生，且具有助凝作用[2]，同時粉末活性炭能有效吸附水中的部分有機物和藻類等雜質(zhì)。本文研究高錳酸鉀和粉末活性炭聯(lián)用在南水北調(diào)水預(yù)處理工藝中去除水中濁度、有機物、藻類等效能及預(yù)處理控制技術(shù)。

1 南水北調(diào)干渠水質(zhì)特征

南水北調(diào)干渠水質(zhì)指標(biāo)特點：濁度低5-15NTU，色度高15 度以上，藻類高達3000-4000 萬個/升主導(dǎo)藻類是藍藻，占總數(shù)50%以上，耗氧量6-8mg/L，屬于超四類污染水源。

2 實驗方法與材料

2.1 試驗方法

以南水北調(diào)干渠淄博段水為試驗用水，通過燒杯模擬凈水工藝，優(yōu)化混凝劑，考察高錳酸鉀和粉末活性炭不同投加量、不同投加方式、不同預(yù)處理時間等條件下混凝對濁度、CODMn、藻類的去除率確定高錳酸鉀和粉末活性炭的預(yù)處理效果。

2.2 實驗參數(shù)

采用六聯(lián)攪拌儀混凝參數(shù)：混合300r/min，1min;反應(yīng)248r/min，9min;沉淀50r/min，7min。采用濁度儀、顯微鏡計數(shù)法、酸式高錳酸鉀滴定法等，取沉后水上清液進行濁度、藻類、CODMn測定。

2.3 材料

高錳酸鉀、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、200 目粉末活性炭、南水北調(diào)水（溫度：13.4℃;濁度：16.5NTU;藻類總數(shù)：3000萬個/升;耗氧量：6.93mg/L）。

3 結(jié)果與分析

3.1 常規(guī)混凝劑聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁對混凝效果的影響（加0.03mg/L 的聚丙烯酰胺助凝）

圖1 不同聚合硫酸鐵投加量混凝效果

由圖1、2 比較可知：由于CODMn、藻類等的污染，隨加藥量的增加聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁的混凝效果極差，出水濁度大于4NTU 不澄清。和聚鐵比聚鋁產(chǎn)生的礬花較松散，對CODMn、和藻類的吸附去除效果好些，而聚鐵生成的礬比重大，根據(jù)經(jīng)驗和機加池特點，混鹽投加效果會好些。聚鐵聚鋁的投加量拐點分別15、20mg/L，所以選擇混鹽的投加量為鐵、鋁鹽均為10mg/L，聚丙烯酰胺0.03mg/L 進行以下系列試驗。

圖2 不同聚合氯化鋁投加量混凝效果

3.2 不同高錳酸鉀投加量對混凝效果的影響

水中的有機物和藻類是影響混凝的主要因素，利用高錳酸鉀強氧化性氧化大部分污染物，殺死藻類。另一方面，生成二氧化錳吸附在有機物和藻類表面，增加藻類比重，有利于通過沉淀和過濾去除。預(yù)先在原水中加入不同劑量的高錳酸鉀，攪拌使反應(yīng)2 小時后，然后加入混凝劑進行混凝沉淀反應(yīng)。

圖3 不同高錳酸鉀投加量預(yù)氧化效果

圖4 高錳酸鉀不同預(yù)氧化時間混凝效果

由圖1、2、3 比較可知：不同高錳酸鉀投加量對混凝有重要影響。當(dāng)高錳酸鉀投加量預(yù)大于2mg/L 時，CODMn、藻類去除率大大提高分別達40%、70%以上從根本上改善了混凝效果，濁度去除率達90%迅速降低到近1NTU。隨高錳酸鉀投加量增加到3mg/L 以上余濁幾乎不變，CODMn和藻類的去除效果仍繼續(xù)增加，原因可能是CODMn和藻類的去除需要高于除濁的投加量，但投加量太大剩余的高錳酸鉀易形成顏色影響出水色度，建議高錳酸鉀投加量控制在2～3mg/L 為最佳。

3.3 高錳酸鉀不同預(yù)處理時間對混凝效果的影響

高錳酸鉀預(yù)處理時間直接決定高錳酸鉀對水中污染物的反應(yīng)時間和助凝作用。預(yù)先在原水中加入2mg/L 的高錳酸鉀，攪拌使預(yù)處理時間不同，然后加入混凝劑進行混凝沉淀反應(yīng)。

由圖3、4 比較可知：高錳酸鉀預(yù)處理時間對混凝效果有較大的影響，延長預(yù)處理時間，有利于發(fā)揮高錳酸鉀的氧化助凝作用。一般常溫下經(jīng)4 小時反應(yīng)后高錳酸鉀對CODMn、藻類的抑制作用才發(fā)揮到全部，濁度、CODMn、藻類的去除率分別達到93.9%、48.5%、81.7%。隨時間增長，高錳酸鉀的色度越低，可能是隨時間增長，越多的高錳酸鉀轉(zhuǎn)化為二氧化錳歲混凝去除。建議高錳酸鉀氧化時間控制在4 小時以上為宜。

3.4 不同粉末活性炭投加量對混凝效果的影響

為有效應(yīng)對污染物，采用高錳酸鉀預(yù)處理工藝同時常加入粉末活性炭以吸附去除水中的污染物。預(yù)先在原水中加入2mg/L 的高錳酸鉀，攪拌2 小時，然后加入活性炭1 小時后進行混凝沉淀反應(yīng)。

圖5 活性炭不同投加量混凝效果

圖6 高錳酸鉀活性炭不同間隔時間混凝效果

由圖4、5 比較可知：投加粉末活性炭對混凝效果影響很小，但對CODMn、藻類去除效果較好的效果。由于活性炭具有還原性，當(dāng)投加量大時，影響CODMn去除；但對藻類的吸附去除率高達85.6%。建議活性炭的最佳投加量為20～40mg/L。

3.5 高錳酸鉀活性炭投投加時間間隔對混凝的影響

高錳酸鉀是強氧化劑，活性炭具有還原性，兩者的投加方式直接影響了預(yù)處理效果。為了最大發(fā)揮高錳酸鉀和活性炭的作用，先投加高錳酸鉀2mg/L 預(yù)處理一段時間，再加入活性炭30mg/L 預(yù)處理2 小時，最后進行混凝。

由圖6 可知：高錳酸鉀活性炭投加時間間隔短會造成兩者相互反應(yīng)影響預(yù)處理效果，當(dāng)間隔時間達到2 小時以上時各自能發(fā)揮應(yīng)有的預(yù)處理效果，所以高錳酸鉀和活性炭要隔斷分別設(shè)置投加點。

3.6 結(jié)論

（1）高錳酸鉀的投加2mg/L 以上預(yù)氧化4h 能有效去除水中有機污染物和藻類，對強化混凝起到了決定性作用。

（2）高錳酸鉀預(yù)氧化后，投加20～30mg/L 的活性炭反應(yīng)2h 對藻類和有機污染有較好吸附作用，能有效改善濾池過濾效果。

（3）高錳酸鉀活性炭預(yù)處理都需要2h 以上才能發(fā)揮最大的效果；同時投加時，要有2h 間隔不會影響預(yù)處理效果。

4 中試生產(chǎn)效果

2013年11月15日南水北調(diào)試水進入引黃凈水廠，根據(jù)模擬實驗結(jié)論，分析工藝特點，大膽驗證試驗。常規(guī)流量下，原水從泵站前池到泵站約1.5 小時，從泵站到凈水廠約3 小時，所以在前池投加高錳酸鉀2.5mg/L，先進行4.5 小時的預(yù)氧化處理，在泵前投加粉末活性炭30mg/L 進行約3 小時的吸附作用送入管道，這樣原水進行了充分的預(yù)處理后，再進入凈水廠加入鐵鋁混鹽分別10mg/L 和15mg/L 進行常規(guī)工藝處理。

通過這次工藝組合生產(chǎn)試驗?zāi)纤闭{(diào)試通水取得了理想的處理效果，出廠水濁度控制在0.4NTU 左右；CODMn小于3mg/L；藻類100個/L，全部達到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

［1］張曉建，張悅，王歡，等.無錫自來水事件的城市供水應(yīng)急除臭處理技術(shù)[J].給水排水，2007，33(9)：7-12.

［2］馬軍，李圭白，范萃苓，等.高錳酸鉀的氧化助凝效能研究[J].中國給水排水，1992，8(4)：4-8.