优选混凝剂及助凝剂处理低温低浊水的方法

处理低温低浊水的混凝剂及助凝剂的对比应用研究张立东;李彦文【摘要】在我国北方进入冬季,松花江水处于长达4～5个月的低温低浊期,温度一般维持在3～6℃,浊度一般在6～ 13NTU之间.本文利用聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC),通过经验数据法和正交试验等方法确定最佳投药量,使剩余浊度基本上降到0.5NTU一下,并且进一步考察水中其他因素,如氨氮、硬度、COD、电导率和pH的去除情况,其中COD随着混凝剂的投加有明显的去除效果,剩余含量达到0.8 mg/L左右,而氨氮在0.5 mg/L上下浮动.电导率随着改性活化硅酸的投入逐渐升高.经改良后的活化硅酸有很好的稳定性,对浊度的去除效果也很好.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2014(031)011【总页数】4页(P35-37,56)【关键词】低温低浊水;聚合氯化铝(PAC);聚合氯化铝铁(PAFC);聚丙烯酰胺(PAM);改性活化硅酸【作者】张立东;李彦文【作者单位】吉林化工学院资源与环境工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院资产管理处,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】TU991.2由于水资源的紧缺和流经城市河段的水质污染，使得采用水库作给水水源的情况日渐增多，但水库水具有浊度低、藻类多的特点.以江河水为水源的水厂，在每年10月至次年3、4月的枯水季节，也存在着浊度较低、有机污染加剧、水温低的类似问题.在我国北方广大地区有长达5～6个月的冰封期，水质长时间处于低温低浊状态，江河水温0～1℃，浊度为5 ～30 mg/L，水库水下层水温2～4℃，浊度为5～10 mg/L.在冬季，水质的物理化学特性与其它季节相比具有温度低、浊度低、耗氧量低、碱度低、水的粘度大等特点，这给不少自来水厂的冬季处理带来了很大困难.因此，解决低温低浊水质净化技术的问题，是一项很有价值并十分重要的现实问题.饮用水处理的难点之一就是低温低浊水的处理.在低温低浊时，浊质的混凝沉淀性能大幅度降低，此时，大部分水厂为了能够形成易于沉淀分离的比较粗大的絮凝体，通常采用的方法就是增加混凝剂的投加量.但是，混凝剂投加量的增大，不仅浪费，同时还将导致污泥量增加、滤池过滤周期缩短、混凝剂残余量升高等问题，给净水设施的维护和管理带来很大的弊端.因此，根据低温低浊水的混凝特点，研究适合于低温低浊水处理的混凝条件是非常重要的［1-2］.1 低温低浊水处理难点的分析低温低浊水是指水温在0～4℃，浊度在1～30NTU的原水，现研究发现低温低浊水难以处理的原因主要有以下几点:(a)水温低，水分子热运动缓慢，从而减缓了水中胶体杂质颗粒的运动.同时胶体颗粒间的排斥势能增大，不利于颗粒碰撞，使胶体颗粒脱稳困难.(b)低温时，水的粘滞性高，流动性差，不利于混凝剂在水中的扩散和水解.(c)水温低，胶体的溶剂化作用增加，颗粒周围水化作用突出，妨碍其凝聚.(d)水温低，对药剂水解的吸热过程有不利影响，使水解不完善，影响药剂效能的发挥.(e)水温低，气体在水体中的溶解增加，使絮体密度降低，溶解气体大量吸附于絮凝体周围，不利于沉淀分离.(f)浊度低，单位水体中颗粒数量少，密度低，颗粒有效碰撞几率减少.(g)浊度低，颗粒细小均匀，形成的絮凝体细、少、轻，难于沉淀，易于穿透滤层［3］.2 试验材料与方法2.1 试验方法选取吉林市某段松花江水进行研究分析，取河段不同深度的水混合后作为代表水样.对进水和出水的相关参数(如浊度、温度、pH值、电导率、CODMn、硬度、氨氮)进行测定，并选取水处理广泛使用的混凝剂PAC、PAFC和助凝剂PAM、改良活化硅酸对松花江水进行实验分析，以确定混凝剂及助凝剂的最佳投药量.2.2 取水方法考虑到取水的可操作性和安全因素，对取水的方法进行了一些改进.在大桥上用绳索提取指定深度的水，然后进行混合.具体方法:选取三个等分断面，每个等分断面按三个等分点进行划分.依次提取每个断面 0.5、1.0、1.5 m 水深处的水进行混合.并现场测定水样的水温、pH值、电导率.表1 原水水质情况指标氨氮/(mg·L－1)/℃原水硬度/(mg·L－1)CODMn/(mg·L－1) pH 浊度NTU 电导率/(ms·cm－1) 温度0.65 90 6.0 7.7 6.71 0.04 4.53 试验结果与分析3.1 试验比较PAC与PAFC的除浊效果松花江下游水浊度都在7NTU左右，COD、氨氮、硬度等相差不大，由上图浊度去除率可知，PAFC对浊度的去除效果优于 PAC，与理论相符［4-5］.图1 PAFC/PAC对浊度去除率的影响3.2 结合助凝剂后的效果比较结果比较见图2～图4.图2 PAFC-PAM/PAC-PAM浊度去除率的比较图3 活化硅酸为助凝剂对浊度去除效果的影响从图中可以看出，在PAC投加量(平均值)比PAFC减少10%时，其沉淀池出水浊度与后者接近.当沉淀池出水浊度均接近调控目标0.5NTU时，PAC投加量更少，可有效地降低成本约15%.图4 投加量与COD去除率的关系由图4的结果看到，在投量相同的多数情况下，PAC+改性活化硅酸的COD去除率高于其他混凝剂约15%，最多可以去除原水中80%以上的有机污染物，其除污染能力不容忽视.综合上面四副图的试验结果可知，对于目前的原水条件，若仅凭除浊效果，可以选择PAFC、聚合氯化铝+活化硅酸或者聚合氯化铝铁+活化硅酸做混凝剂，但结合除污染效能，宜选聚合氯化铝+活化硅酸或聚合氯化铝铁+改性活化硅酸做混凝剂.另外，考虑到经济因素，聚合氯化铝+改性活化硅酸更加适合水厂使用.多数情况下，仅以除浊要求得到的最优投药量不能满足除有机物的要求，若能结合考虑，可以提高 COD去除率达17%以上.因此，选择混凝剂、确定最优投药量，都要综合除浊和除有机物的要求来考虑，以提高除污染效率［6-7］.3.3 PAC/PAFC与活化硅酸的正交试验PAC/PAFC 的用量为:8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L.活化硅酸的用量为:3 mL、4 mL、5 mL.投药时间采用:0.5 min、5.5 min、10.5 min.采用正交实验方法.表2 PAC-活化硅酸最佳投药量及最佳投药时间PAC用量/(mg·L－1)改性活化硅酸的用量/mL投药时间/min 10 4 5.5实验表明最佳去除率能达到97.2%.表3PAC-活化硅酸最佳投药量及最佳投药时间PAFC用量/(mg·L－1)改性活化硅酸的用量/mL投药时间/min 12 4 5.5实验表明最佳去除率能达到98.3%.4 结论本文研究了不同混凝剂及助凝剂对于低温低浊水处理效果的影响.主要采用水厂处理常用的混凝剂PAC/PAFC及助凝剂PAM/活化硅酸为研究对象，并且改良了活化硅酸的缺点，使其稳定时间从4小时延长到一个月左右.并发现改良后的活化硅酸对低温低浊水的处理效果显著.另外，考虑到使用PAM可能会导致饮用水的安全存在一定风险，因此，对低温低浊水的处理助凝剂应首选改性活化硅酸.再者，混凝剂PAC和PAFC与活化硅酸联用，对于低温低浊水均有很好的处理效果，考虑到经济因素，PAFC价格昂贵，尽管处理效果略好于PAC，但综合考虑水厂运行的成本及出水效果，可选用PAC作为混凝剂，改性活化硅酸作为助凝剂.对于18NTU以内的水质，均能够达到良好的处理效果，即0.5NTU左右.改性活化硅酸在使用时，投放时间对矾花的形成有很大的影响，投放时间越早，矾花形成的越大，越容易沉降.这与PAM的投入时间不同，根据经验可知，PAM一般会在静置沉淀的时候投入，效果依然很显著.本文经验，改性活化硅酸在使用时，可在快速搅拌后加入，也可在中速搅拌5分钟后加入.可用正交试验确定最佳投入时间及最佳投药量［8-9］.如果原水浊度在10NTU以内，也可考虑用PAM作为助凝剂，根据实验可知，PAC作为混凝剂效果与PAFC无异，因此，仍首选PAC作为混凝剂，出水也可达到0.5NTU左右.另外，经实验研究发现，当水质发生变化时，例如，大坝放水，原水浊度升高，或者在江段下游取水，有排污口排出的污水汇入，造成原水COD或氨氮升高，都会对浊度的去除带来困难，本实验中，四座大桥的水处理过程中，所用药剂的量均有不同，可依据实际情况，可最终确定最适宜的投药量.参考文献:【相关文献】［1］孙云凯，何文杰，孙颖，等.丹江口水库水低温低浊期混凝剂优选［J］.供水技术，2014，8(1):1-5.［2］赵海华.低温低浊水处理的混凝剂优选［J］.中国资源综合利用，2009，27(8):29-31.［3］叶琳，汪永刚.低温低浊水处理中混凝剂的应用现状及其发展［J］.科技风，2010(21):256. ［4］李阳阳，苗方林.强化混凝在处理低温低浊水中的应用［J］.广州化工，2013，41(17):39-40. ［5］李海英.浅谈低温低浊水处理技术［J］.环境科学导刊，2009，28(z1):84-86.［6］郭伟锋，白小东.强化混凝工艺处理滦河低温低浊水的试验研究［J］.山西建筑，2010，36(12):187.［7］李阳阳，苗方林.强化混凝在处理低温低浊水中的应用［J］.广州化工，2013，41(17):39-40. ［8］ Sylvia EB，Stuart WK，Gary LA.Natural organic matter and disinfection byproducts:characterization and control in drinking water-an overview［C］.Washington DC:American Chemical Society，2000:2-14.［9］ Kang JL，Byoung HK，Jee EH，et al.A study on the distribution of chlorination by-products(CBPS)in treated water in Korea［J］.Water Research，2001，35:2861-2872.。

低温低浊水混凝处理方法
低温低浊水混凝处理方法是一种针对水中微小悬浮物的处理技术，可以用于去除自来水、废水等中的杂质与颗粒物。

其主要原理是利用低温（一般在0~5℃之间）和低浊度（一般小于50NTU）的水环境，加入适量的混凝剂，通过吸附和沉淀作用将悬浮物沉淀下来。

低温低浊水混凝处理方法的主要步骤包括以下几个方面：
原水处理：首先将待处理的水进行初步处理，如除砂、除泥、过滤等，简单去除大颗粒悬浮物。

加药混凝：向经过初步处理的水中加入混凝剂，如聚合氯化铝、硫酸铁等，使悬浮物颗粒间产生带电性，从而吸引并连接成较大的絮凝物。

沉淀：在低温低浊的条件下，沉淀速度变慢，有助于形成较大的絮凝物，并有利于稳定把握出水水质，使水质达到国家相关标准。

出水：将沉淀下的絮凝物与水体分离开，即可获得处理后的水源。

需要注意的是，在低温低浊水混凝处理中，具体的药剂类型、用量和混凝时间等参数需要按照实际情况进行调整，以保证处理效果和经济效益。

低温低浊水给水处理设计规程cecs1101.总则1.1为提高低温低浊水给水处理设计水平，促进低温低浊水给水处理技术进步，推动我国给水建设事业的发展，制定本规程；1.2本规程适用于以低温低浊水质特征为主的给水处理设计，也适用于年度内非低温低浊期的给水处理工艺设计；1.3低温低浊水给水处理设计,除执行本规程外，尚应按《室外给水设计规范》GBJ13及国家现行有关设计规范的规定执行。

2.药剂2.1处理低温低浊水时，除投加凝聚剂外，宜加投助凝剂。

直接过滤时应投加助滤剂；2.2凝聚剂、助凝剂品种的选择及用量，应通过试验或参照相似水质条件下的水厂运行经验确定；凝聚剂可采用聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁或二氯化铁；助凝剂可采用活化硅酸。

2.3助滤剂可采用活化硅酸，其投量一般为2~4m/L8.0.4凝聚剂与助凝剂的投加比例宜通过试验或参照相似水质条件下的水厂运行经验确定。

2.4凝聚剂与助剂的湿式投加浓度(按固体重量计算)宜按下列规定采用:（1）聚合氯化铝:10%~11%；（2）硫酸铝:5%~15%；（3）硫酸亚铁、三氯化铁：38%~40%；（4）活化硅酸:0.5%。

2.5助凝剂——活化硅酸的配制和使用应满足下列要求：（1）硅酸钠原液浓度(酸化前浓度)应控制在1.5%~20%；（2）应根据原水水质，通过实验确定剩余碱度的最佳值(以CaC03计)；（3）活化时间可取1.5~2.0h；（4）稀释倍数以2~4倍为宜；（5）配制好的活化硅酸(工作溶液)宜在8h之内使用完毕。

3.水处理3.1絮凝（1）絮凝池型式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质、设计产水量和相似条件下的水厂运行经验或通过试验确定。

（2）设计絮凝池时,絮凝时间宜采用20~30min。

3.2沉淀3.2.1平流沉淀池的设计应符合下列要求:（1）平流沉淀池的沉淀时间应根据原水水质、水温等因素并参照相似条件下的水厂运行经验确定，宜采用2.5~3.5h。

（2）平流沉淀池的设计水平流速可采用8~10mm/s。

低温低浊度水处理方法
低温低浊度水处理方法主要是应用于寒冷地区或特殊环境下的水源处理。

该方法通过选择合适的处理工艺和设备，可有效去除水中的悬浮颗粒、有机物、微生物等污染物，提高水的水质。

常用的低温低浊度水处理工艺包括混凝-沉淀法、植物池法、生物滤池法、反渗透法等。

其中，植物池法和生物滤池法是利用天然植物和微生物对水质进行自然净化的方法，具有节能、环保等优点，适用于处理小流量、多种污染物的水源。

而反渗透法则广泛应用于工业和市政用水领域，可去除水中的离子、微生物等有害物质，净化水质。

总之，低温低浊度水处理方法是为了满足在特殊环境下的水源净化需求而研究开发的一种水处理技术，具有重要的应用价值。

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第30卷第11期吉林化工学院学报Vol．30No．112013年11月JOUＲNAL OF JILIN INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGYNov．2013收稿日期：2013-09-24基金项目：吉林化工学院校级科研项目作者简介：张立东（1977-），男，吉林省吉林市人，吉林化工学院讲师，硕士，主要从事水处理技术及水资源利用方面的研究．文章编号：1007-2853（2013）11-0104-04优选混凝剂及助凝剂处理低温低浊水张立东1，张磊2，惠远峰1（1．吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林132022；2．中国石油吉林石化公司电石厂，吉林吉林132021）摘要：通过混凝沉淀烧杯试验，对絮凝剂聚氯化铝（PAC ）和聚合氯化铝铁（PAFC ），助凝剂聚丙烯酰胺（PAM ）和改性活化硅酸进行了优选，最终确定聚合氯化铝配合改性活化硅酸的混凝沉淀效果最佳．混凝的最佳pH 值介于6．5 7．5；另外发现，兼顾除浊和除有机物的效果评价和优选混凝剂，是提高混凝沉淀工艺除污染效率的有效途径之一．关键词：低温低浊水；混凝剂；聚氯化铝；活化硅酸；优选中图分类号：TU 991．2文献标志码：A目前，我国大多数以地表水为原水的水厂仍然采用常规水处理工艺，即“混凝—沉淀—过滤—消毒”．吉林市以松花江水系为给水水源，该水源在冬、春季节为低温、低浊水，采用聚合氯化铝作为混凝剂，添加助凝剂进行优选是提高出厂水水质的经济、易行手段［1］．聚合氯化铝因价格低廉而被部分给水厂采用，但它对于低温低浊水的处理效果欠佳，不仅投加量大，而且出厂水剩余浊度不易达标．因此，有必要筛选新的适合于处理低温低浊水的絮凝剂或助凝剂进行优化选择．1试验材料与方法1．1原水水质及试验方法试验用水取自吉林松花江某江段江水，其主要原水水质指标见表1．试验选取絮凝剂聚合氯化铝（PAC ）和聚合氯化铝铁（PAFC ）及助凝剂聚丙烯酰胺（PAM ）和改性活化硅酸等进行搭配在ZＲ4-6型混凝搅拌机上进行混凝沉淀的烧杯试验，见表1．表1原水水质基本情况指标L 水温/ħLPH L 浊度/NTU L 硬度/（mg ·L －1）LCOD /（mg ·L －1）L 氨氮/（mg ·L －1）L 电导率/（ms ·cm －1）原水L6L7．7 8．0L7 16L70 90L5．0 7．2L0．3 3．5L0．061．2改性活化硅酸的配制先将聚丙烯酰胺稀释为0．1%的溶液，待用．配制水玻璃（硅酸钠的水溶液）的体积分数为5%的溶液，向其中缓缓加入活化剂（盐酸）并不断搅拌，使pH 值在7．8 8．0之间，静置15min．然后将其以151（水玻璃PAMaq ）的体积比倒入配制好的PAM 溶液中，制成改性活化硅酸．这种改性活化硅酸相比传统的活化硅酸保存时间延长到1 2个月．解决了传统活化硅酸现用现配的缺点．以下首先通过预备试验，确定活化硅酸的最佳投加方式和投加量．投加方式分为先投、同时投和后投．先投时，活化硅酸加到水样中快搅30s ，之后投入混凝剂PAC．后投时，投加药剂的顺序相反．然后按照表2的试验方法进行中速、慢速搅拌，沉淀．表2最佳实验运行工况项目L 快速搅拌L 中速搅拌L 慢速搅拌L 静置时间转速/（r ·min－1）L300L60L30L00时间/minL0．5L10L10L20通过正交试验确定合适的运行工况［2］，见表2．在不投加助凝剂的条件下，分别以市售PAC 和PAFC 进行试验，考察不同PAC \PAFC 及其投加量对浊度去除效果的影响．然后分别以PAM 和改性活化硅酸为助凝剂，筛选合适的助凝剂并确定最佳投药量．在此基础上对助凝剂的投加时间进行优化研究，见图1．投加方式图1活化硅酸的最佳投加方式的确定2试验结果与分析2．1烧杯试验结果6种混凝剂在不同投加量（以氧化铝计）时的混凝沉淀效果，见图2．投加量图2投加量与浊度去除率的关系由图2可以看出，聚合氯化铝+改性活化硅酸的混凝沉淀效果最佳，在效果与聚合氯化铝铁+改性活化硅酸相当时，其投加量（以氧化铝计）可比后者减少10% 15%，且聚合氯化铝的价格较低．因此选择聚合氯化铝与改性活化硅酸进行实际生产，进一步观察其实际效果．2．2试验出水结果2．2．1出水浊度的比较上清液出水浊度是反映混凝剂实际混凝效果的重指标．分别投加两种混凝剂（上清液出水浊度以0．5NTU 为调控目标）．混凝剂投加量/（mg ·L －1）图3PAC /PAFC 投量对除浊效果的影响从图3可以看出，在PAC 投加量（平均值）比PAFC 减少10%时，其沉淀池出水浊度与后者接近．当沉淀池出水浊度均接近调控目标0．5NTU时，PAC 投加量更少，可有效地降低成本约15%．由图5的结果看到，在投量相同的多数情况下，PAC +改性活化硅酸的COD 去除率高于其他混凝剂约15%，最多可以去除原水中80%以上的有机污染物，其除污染能力不容忽视．PAM 投加量/（mg ·L －1）图4PAM为助凝剂对浊度去除效果的影响活化硅酸投加量/（mg ·L －1）图5活化硅酸为助凝剂对浊度去除效果的影响综合2 5图的试验结果可知，对于目前的原水条件，若仅凭除浊效果，可以选择PAFC 、聚合氯化铝+活化硅酸或者聚合氯化铝铁+活化硅酸做混凝剂，但结合除污染效能，宜选聚合氯化铝+活化硅酸或聚合氯化铝铁+改性活化硅酸做混凝剂．另外，考虑到经济因素［3］，聚合氯化铝+改性活化硅酸更加适合水厂使用．多数情况下，仅以除501第11期张立东，等：优选混凝剂及助凝剂处理低温低浊水浊要求得到的最优投药量不能满足除有机物的要求，若能结合考虑，可以提高COD 去除率达17%以上．因此，选择混凝剂、确定最优投药量，都要综合除浊和除有机物的要求来考虑，以提高除污染效率，见图6．投药量/（mg ·L －1）图6投加量与COD 去除率的关系2．3THMs 和HAAs 在处理工艺过程中的变化规律微污染水源中的有机物与净水处理过程中投加的消毒剂反应会产生消毒副产物［4-6］，饮用水中最常检出的是三卤甲烷和卤乙酸［7-9］．研究表明［10］，常规工艺消毒过程中会产生消毒副产物，前驱物起关键作用的工艺是预氯化（混凝）、过滤和消毒．预氯化工艺投加游离氯的浓度较高，氯化反应的时间很长，可以生成大量的消毒副产物；沉淀工艺由于采用了较高浓度的预氯化，沉淀池中余氯浓度较高，三卤甲烷、卤乙酸的浓度会持续增加．试验针对吉林市某水厂常规处理工艺过程中有机物的变化进行分析，为饮用水处理提供一定的参考．通过对原水及水厂常规处理工艺用水进行消毒副产物的测定，考察不同处理阶段的消毒副产物的浓度．原水取自吉林松花江某段，常规处理工艺水样取自吉林市某水厂，见图7．图7THMs 在水处理工艺中的变化从图7和图8看出，THMS 和HAAS 在给水处理单元中变化趋势相同．原水中不含三卤甲烷和卤乙酸，但是经过一次加氯后，总THMS 和HAAS 都明显升高，这是加氯后与原水中有机物反应的结果．从图中看出经过常规水处理工艺对二者的去除率较低，特别是对卤乙酸的去除更低．因为混凝沉淀是去除大分子有机物的过程，卤乙酸是亲水性低分子量的有机物．从图中还可以看出出厂水中总的THMS 和HAAS 分别达到35．6μg /L 和30．2μg /L ，比滤后水中的量增加了50%和53%．出厂水加氯消毒后含量大大升高．随着水在管网中停留时间的增加，THMS 和HAAS 还会有增加的可能．图8HAAs 在水处理工艺中的变化3结论（1）改良后的活化硅酸对低温低浊水的处理效果显著．且稳定时间可长达一个月，避免了水厂现用现配的麻烦．另外，考虑到使用PAM 可能会导致饮用水的安全存在一定风险，因此，对低温低浊水的处理助凝剂应首选改性活化硅酸．（2）活化硅酸作为聚合氯化铝的助凝剂使用时，其投加方式和投加量对于二者的混凝协同作用影响明显．（3）兼顾除浊和除有机物评价和优选混凝剂，是提高混凝沉淀工艺除污染效率的有效途径之一．（4）THMS 和HAAS 在水处理单元中变化趋势相同．加氯后总THMS 和HAAS 都明显升高，出水厂中总的THMS 和HAAS 分别达到35．6μg /L 和30．2μg /L ，比滤后水中的量增加了50%和53%．参考文献：［1］李润生，李凯．聚氯化铝盐基度与混凝效果的关系［J ］．中国给水排水，2001，17（8）：71-73．［2］付昆明，李东，朱兆亮，张杰．呼延水厂低温低浊水的絮凝试验研究［J ］．中国给水排水，2008，24（11）：40．601吉林化工学院学报2013年［3］赵星明，王萱．低温水处理效果优化研究［J ］．环境科学导刊，2007，26（3）：46-47．［4］Sylvia EB ，Stuart WK ，Gary LA．Natural organic matterand disinfectionbyproducts ：characterizationandcontrol in drinking water-an overview ［C ］．Washington DC ：American Chemical Society ，2000：2-14．［5］Ｒichardson SD ，Thruston JＲ，Caughran TV ，et al．Identificationof new drinking water disinfection by-products from ozone ，chlorine dioxide ，chloramine and chlorine ［J ］．Water ，Air and Soil Pollution 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Yuan-feng 1（1．College of Ｒesource and Environment Engineering ，Jilin Institute of Chemical Technology ，Jilin City 132022，China ；2．China Petroleum Jilin Petrochemical Company of Calcium Carbide Plant ，Jilin City132021，China ）Abstract ：The coagulation-flocculation and sedimentation beaker test is conducted to compare the flocculating and sedimentation effects of and polymeric aluminum ，（PAC ）、（PAFC ）、（PAM ）and activation silicic acid．The results show that polymeric aluminum and activation silicic acid is the most effective for the treatment of low temperature and turbidity raw water．The optimum pH for coagulation is 6．5 7．5．Under optimal coagulating conditions coagulation with ferric chloride is the best．It can also be seen that it ＇s efficient to evaluate and choose coagulants with respect to turbidity and organic substance removal for increasing pollutant removal efficiency in coagulation and sedimentation．Key words ：temperature and turbidity raw water ；coagulant ；aluminum sulfate ；poly-aluminum chloride ；optimizing selection701第11期张立东，等：优选混凝剂及助凝剂处理低温低浊水。

从混凝、沉淀、过滤三方面改善低温低浊水的处理效果的技术摘要：针对寒冷地区低温低浊水质难于处理的原因进行分析，并根据众多水处理工作者试验研究和实践的基础上从混凝，沉淀，过滤三方面改善低温低浊水处理效果的技术进行简要叙述。

关键词：低温低浊水；混凝-超滤工艺；拦截沉淀；微絮凝直接过滤一、低温低浊水难以处理的原因[1]低温低浊水中的杂质，主要是以细的胶体分散体系溶于水中，而且胶体颗粒比较均匀，胶体微粒具有很强的动力学稳定性和聚集稳定性，并且带负电的胶体微粒数量很小。

所以，为达到电中性所需的混凝剂也少，因此形成的絮凝体细、少、轻，难于沉淀，易于穿透滤层。

由于浊度较低, 胶体颗粒数目较少, 颗粒相互碰撞而聚集的机会减少。

水温低, 胶体颗粒的 Zeta 电位较高, 胶体颗粒间的排斥势能较大, 而且此时微粒布朗运动动能减小, 粘滞系数增大, 更不利于颗粒碰撞, 而使胶体颗粒脱稳困难。

水温低, 胶体的溶剂化作用增强,颗粒周围水化作用突出, 妨碍其凝聚。

水温低, 水的粘度变大而使沉速减小, 加之低温时气体的溶解度大, 使形成的絮凝体密度降低, 溶解气体大量吸附在絮凝体周围, 也不利于其沉淀。

低温低浊水难净化的另一个原因是混凝剂水解产物的形态不佳。

因为胶体颗粒具有稳定性, 且颗粒碰撞次数减少, 所以, 更需要混凝剂水解稳产物有一定的链长, 形成具有高聚合度低电荷的多核络离子, 充分发挥吸附架桥作用。

但水温低, 聚合反应速度降低, 水解产物的主要形态偏重于高电荷低聚合度, 因此, 不利于在胶体颗粒间进行吸附架桥。

二、混凝方面低温低浊水处理技术对于低温低浊水通常采用增加混凝剂投量和投加高分子助凝剂的方式来改善混凝效果，但效果仍然有限。

而超滤膜可以完全截留水中的胶体和悬浮几乎将细菌、病毒、两虫、藻类及水生生物全部除去，是提高现有水厂出水水质和微生物安全性的最有效技术。

但超滤对水中小分子质量有机污染物则难于去除，单独使用超滤膜过滤无法保证出水水质的化学安全性。

低温低浊水处理低温低浊水处理工艺研究1难以净化的原因低温低浊水中的杂质，主要是以细的胶体分散体系溶于水中，而且胶体颗粒比较均匀，胶体颗粒具有很强的动力稳定性}t凝聚稳定性，并且带负电的胶体微粒数量很小。

所以，为达到电中和所需的混凝剂也少，因此形成的絮凝体细、少、轻、难于沉淀，易于穿透滤层。

由于浊度较低，胶体颗粒数目较少，颗粒相互碰撞而聚集的机会减少。

水温低，胶体颗粒的Zeta电位较高[‘」，胶体颗粒间的排斥势能较大，而且此时颗粒布朗运动动能减小，粘滞系数增大，更不利于颗粒碰撞，而使胶体颗粒脱稳困难。

水温低，胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围水化作用突出，妨碍其絮凝。

水温低，水的粘度变大而使沉速减小，加之低温时气体的溶解度大，使形成的絮凝体密度降低，溶解气体大量吸附在絮凝体周围，也不利于其沉淀。

2国内外研究现状2.1生物法清华大学的胡江泳，王占生[[z]针对低温低浊污染水源，采用生物预处理的手段进行现场试验研究，结果发现以陶粒为载体的生物预处理工艺，常温能去除水中有机物COD 26.2 % , SS 60%一70 % ,氨氮80%a温度小于3℃时，COI〕去除率20%,SS去掉40 %，氨氮减少50 %。

2.2气浮技术气浮工艺净化水质的原理是利用压力溶气水骤然减压释放大量的微细气泡与原水加药混凝产生的絮体粘附在一起，使其整体密度小于水的密度，使带气絮体浮至水面，形成浮渣，从而实现悬浮胶体杂质的去除及水质的净化。

王毅力等[[3]采用絮凝一溶气气浮(DAF)工艺处理密云水库低温、低浊水的中试结果表明，碱化度B值越高的PAC，其电中和能力越强，而且在相同的除浊效果下絮凝剂投量也越少。

该工艺对于不同浊度的原水可达到70 % -J 85%的除浊率，且原水浊度越高，除浊率也越高。

但该工艺最大的弊端是需要增加溶气设备。

上海市政工程设计院的熊长学〔4〕将北方某水厂处理工艺进行改造，将浮沉池改为斜管沉淀池，而普通快滤池增加气浮系统，研究表明出厂水浊度可以降到0. 5 NTU，但该工艺出水水质受到气浮滤池回流比的影响较大，回流比越大.出水浊度越低.但增加了动力耗。