强化混凝处理高藻低浊原水工艺

Posted 2023-01-13 粘土

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摘要：针对水厂低浊高藻水的处理难题，研究了改性凹凸棒土（改性凹土）联合聚合氯化铝（PAC）强化混凝的除藻除浊效果。设计实验原水条件为叶绿素a（chl-a）浓度为98.58～110.35 μg/L，浊度（5.6±0.5）NTU。考察了PAC和改性凹土的复配投加量、混凝沉淀时间、pH、投加顺序、搅拌速率等工艺参数对Chl-a和浊度耦合去除效果的影响。

结果表明，“PAC+改性凹土”对Chl-a和浊度的去除效果明显优于单投PAC的效果。当 PAC投药量12 mg/L，改性凹土投药量10 mg/L，沉淀时间20 min时，对Chl-a和浊度的去除率可分别达到92.5%和89.2%，可至少减少40%的PAC投量，且形成的矾花密实，沉降速度快，去除效率高。最适pH范围为7～8。投加顺序应为先投加改性凹土，混合搅拌转数宜慢速，可控制为50 r/min。

水体富营养化一直是水处理领域研究的热门话题，富营养化导致水体中的藻类过度繁殖和生长，使水源水受到不同程度的污染。含藻水源水一般表现为(高藻、低浊、微污染)的特征，使得传统水处理工艺净化处理低浊高藻微污染水源水难度增大，供水成本增加，水厂运行管理和供水安全难度加大。

目前给水厂除藻的方法主要有物理法(微滤机过滤、活性炭吸附、气浮法、直接过滤以及高梯度磁分离技术，超声波处理等)、化学法(除藻剂除藻、混凝沉淀除藻、氧化剂除藻)、生物法(生物膜法预处理除藻、模拟人工湿地除藻、生态控制除藻)及组合工艺法等。相比其他除藻技术，强化混凝沉淀法除藻，不需新增构筑物、少量增加投资和运行成本，是目前应用最广泛的技术之。

由于藻类带有负电荷，还有密度小、稳定性强及不易沉降等特点，在混凝沉淀法中形成的藻絮体结构疏松，难以稳定沉降。粘土矿物作为一种天然的藻类絮凝剂，增重剂，具有高比表面、电负性和离子可交换性等重要性质，且来源充足、成本低、无污染，对非(藻类)生物影响小。近年来，将粘土与混凝剂联合除藻越来越受到研究者的重视。

罗岳平等的研究发现，投加粘土有助于改善絮凝体结构，提高其沉降性能。童杨等研究了沸石联合PAC处理水中的藻类，在PAC和沸石投量均为40MG/L时，对叶绿素a的去除率达69.1%。结合酸化、碱化、热活化、微波、超声波或表面活性剂等粘土改性技术用于有机物去除、脱色及赤潮治理方面也取得了较多的研究成果。早在1993年，俞志明等就发现了改变粘土颗粒的表面性质是提高其去除赤潮生物能力的主要途径。宋秀等通过Mg2+插入法制备出阳离子粘土，其对赤潮生物具有较强的絮凝作用，改性后粘土用量至少可减少20%。汪琳等研究了沸石粉经碱化后与聚氯化铝铁联合除藻，在改性沸石粉投量达60MG/L时，浊度和藻类去除率分别为85.78%和90.07%。刘恋等的研究表明，粘土的种类对其除藻效果具有一定影响，其中以凹凸棒土的除藻效果为最佳。

凹凸棒土作为天然粘土的一种，微观结构呈纤维状、棒状，具有吸附性、脱色性、及离子交换性等特殊性能，且在去除微污染水中的重金属、有机物、氨氮以及脱色方面，具有较好的效果。但将天然凹土进行适当改性后处理低浊高藻水的研究尚未见报道。本课题组在前期研究中，利用热处理活化和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)有机耦合改性，通过优选改性参数，制备出表面带正电荷、同时具备亲水亲油特性的改性凹土。本研究主要考察棒土与PAC联用，强化混凝处理低浊高藻水的效果，确定最佳工艺参数。。

1实验部分

1.1主要仪器及药品

1.1.1主要仪器

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