許國(guó)仁，李圭白
(哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150090)

　　摘　 要：通過(guò)生產(chǎn)性試驗(yàn)考察了高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理工藝在低溫、低濁、高有機(jī)物含量地表水處理中的強(qiáng)化混凝效能，同時(shí)考察了強(qiáng)化混凝對(duì)水中一些檢測(cè)指標(biāo)的影響。試驗(yàn)表明，高錳酸鉀復(fù)合藥劑在強(qiáng)化混凝、減少氯仿生成量、降低有機(jī)物含量等方面，都具有比預(yù)氯化更好的效果。
　　關(guān)鍵詞：有機(jī)污染物；高錳酸鉀復(fù)合藥劑；強(qiáng)化混凝；給水處理
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU991.22 
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 
　　文章編號(hào)：1000-4602(2001)05-0068-03

　　水中有機(jī)物的增加，徹底改變了源水體系的各項(xiàng)平衡，使膠體的穩(wěn)定性朝著增加的方向發(fā)展，不利于水的混凝和濁度的去除。水處理所面臨的問(wèn)題已不僅僅是濁度和細(xì)菌的去除，還包括有機(jī)污染物的去除以及由有機(jī)污染物所引起的色度、嗅味、藻類(lèi)、氯仿前質(zhì)、致突變等物質(zhì)的去除。

　　1　試驗(yàn)方案與過(guò)程

　　生產(chǎn)性試驗(yàn)是在D市一地面水廠進(jìn)行，該廠以附近的地面水庫(kù)為水源(水庫(kù)水來(lái)自嫩江)，近年來(lái)由于居民生活污水和工業(yè)廢水的排入，源水受到嚴(yán)重的污染。其中一月份的水質(zhì)全分析報(bào)告中的CODCr值高達(dá)39.5 mg/L,而水中的濁度僅為幾十NTU。這種高有機(jī)物含量的地表水在低溫低濁時(shí)期是一種比較難以處理的水體。
試驗(yàn)選擇在水質(zhì)最難處理的低溫、低濁、高污染時(shí)期(共2年)，其時(shí)的水溫、pH值、濁度相對(duì)穩(wěn)定，便于進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)期間水質(zhì)條件見(jiàn)表1。

　　圖1為該廠的工藝流程圖，設(shè)計(jì)水量為10×104 t/d，兩套平行水處理系統(tǒng)的工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)相同。
　　試驗(yàn)選擇其中的一套處理系統(tǒng)進(jìn)行，即Ⅰ套預(yù)投氯，Ⅱ套預(yù)投高錳酸鉀或高錳酸鉀復(fù)合藥劑(CP)，以便對(duì)比三種預(yù)處理工藝的處理效果。各處理工藝的藥劑投加量見(jiàn)表2。

　　對(duì)水中化學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)都進(jìn)行平行樣分析(取平均值)，其中氯仿、四氯化碳的化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了三個(gè)平行樣的檢測(cè)。氯仿、四氯化碳的檢測(cè)采用氣相色譜儀液上空間法。

2　試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1對(duì)CODCr的去除效果

　　由表1可以看出，源水的CODCr值在一年中變化很大。幾種預(yù)處理工藝對(duì)水中CODCr的去除率存在著差別，在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化對(duì)CODCr的去除率分別為1.8%、9.5%、46.1%，平均為19.1%；高錳酸鉀預(yù)處理對(duì)CODCr的去除分別為14.7%、7.2%、43.3%，平均為21.7%；CP預(yù)處理對(duì)CODCr的去除率分別為20.2%、30.5%、49.9%，平均為33.5%。從中發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀預(yù)處理和預(yù)氯化工藝對(duì)CODCr的去除率基本接近，但CP預(yù)處理對(duì)CODCr的去除效果在三種強(qiáng)化混凝工藝中是最優(yōu)的，分別比預(yù)氯化、高錳酸鉀預(yù)處理對(duì)CODCr的去除率高出14.4%和11.8%。
2.2　對(duì)NH3-N的去除效果
　　三種預(yù)處理工藝對(duì)水中NH3-N的去除率差別較大，在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化對(duì)NH3-N去除率分別為68.4%、75.2%、73.9%，平均為72.5%；高錳酸鉀預(yù)處理對(duì)NH3-N的去除率分別為47.5%、49.6%、48.9%，平均為48.7%；CP預(yù)處理對(duì)NH3-N的去除率分別為66.1%、73.4%、71.5%，平均為70.3%。從中發(fā)現(xiàn)，CP預(yù)處理和預(yù)氯化工藝對(duì)NH3-N的去除率基本接近，而高錳酸鉀對(duì)NH3-N的去除效果最差。
2.3　對(duì)NO2-N的去除效果
　　源水的NO2-N值在一年中變化很大，其中4月和10月的NO₂-N值較低，12月—次年1月的NO₂-N值較高，但三種強(qiáng)化混凝工藝都能將NO₂-N值降低到0.004 mg/L，說(shuō)明預(yù)氯化、高錳酸鉀預(yù)處理、CP預(yù)處理工藝對(duì)NO₂-N的氧化去除效果都很好。
2.4　對(duì)總Mn值的影響
　　源水的總Mn值在一年中變化較大，但三種預(yù)處理工藝對(duì)水中總Mn的去除率差別不大。在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化對(duì)總Mn的去除率分別為62.4%、84.7%、39.2%，平均為62.1%；高錳酸鉀預(yù)處理對(duì)總Mn的去除率分別為62.4%、83.5%、39.2%，平均為61.7%；CP預(yù)處理對(duì)總Mn的去除率分別為62.7%、84.7%、52.0%，平均為66.5%。高錳酸鉀預(yù)處理、CP預(yù)處理工藝對(duì)總Mn都有良好的去除效果表明，高錳酸鉀的加入不僅未使水中的總Mn增加，反而對(duì)總Mn去除具有促進(jìn)作用。比較而言，CP預(yù)處理對(duì)總Mn的去除率分別比預(yù)氯化、高錳酸鉀預(yù)處理提高4.4%和4.8%。
2.5對(duì)氯仿值的影響
　　在4月、10月、12月—次年1月的源水中，氯仿值未檢出。經(jīng)過(guò)預(yù)氯化作用，沉后水的氯仿值分別達(dá)到32.7、46.2、44.0 μg/L，平均值為41.0 μg/L；經(jīng)過(guò)單獨(dú)聚合氯化鋁(PAC)的混凝作用，沉后水中未檢出氯仿；CP預(yù)處理的沉后水中也未檢出氯仿。它反映了CP預(yù)處理工藝除在強(qiáng)化混凝除濁方面比預(yù)氯化具有優(yōu)勢(shì)外，在沉后水中無(wú)氯仿檢出方面也具有預(yù)氯化所不能比擬的優(yōu)勢(shì)(本文所指的未檢出氯仿是指氯仿的檢測(cè)值在儀器的檢測(cè)限以下)。
　　再看三種預(yù)處理工藝對(duì)沉后水氯仿生成勢(shì)值的影響。源水的氯仿生成勢(shì)值在一年中變化較大，平均為195.7 μg/L。在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化沉后水的氯仿生成勢(shì)分別為273.0、295.0、205.0 μg/L，平均為257.7 μg/L；高錳酸鉀預(yù)處理的氯仿生成勢(shì)分別為292.3、207.5、169.2 μg/L，平均為223.0 μg/L；CP預(yù)處理的氯仿生成勢(shì)分別為230.0、168.0、158.5 μg/L，平均為185.5 μg/L。因此三種預(yù)處理工藝對(duì)水中氯仿生成勢(shì)都具有不同程度的影響，其中預(yù)氯化使水中的氯仿生成勢(shì)增加最多，比源水平均高出31.7%；高錳酸鉀預(yù)處理使水中的氯仿生成勢(shì)有所增加，比源水平均高出13.9%；CP預(yù)處理使水中的氯仿生成勢(shì)有所降低，比源水平均降低5.2%。以上結(jié)果說(shuō)明，CP預(yù)處理工藝在減少氯仿前質(zhì)方面具有一定的效果。
2.6　對(duì)四氯化碳生成勢(shì)的影響
　　源水的四氯化碳生成勢(shì)在一年中變化較大，平均為10.5 μg/L。在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化的四氯化碳生成勢(shì)分別為4.2、18.7、11.4 μg/L，平均為11.4 μg/L；高錳酸鉀預(yù)處理的四氯化碳生成勢(shì)分別為3.6、16.1、9.4 μg/L，平均為9.7 μg/L；CP預(yù)處理的四氯化碳生成勢(shì)分別為2.9、13.3、9.1 μg/L，平均為8.4 μg/L。
　　三種預(yù)處理工藝對(duì)水中四氯化碳生成勢(shì)都具有不同程度的影響，其中預(yù)氯化使水中的四氯化碳生成勢(shì)增加最多，比源水四氯化碳生成勢(shì)平均高8.6%；高錳酸鉀預(yù)處理使水中的四氯化碳生成勢(shì)有所降低，比源水四氯化碳生成勢(shì)平均降低7.6%；CP預(yù)處理使水中的四氯化碳生成勢(shì)有一定程度的降低，比源水四氯化碳生成勢(shì)平均降低20.0%。這說(shuō)明CP預(yù)處理工藝在減少和降低四氯化碳前質(zhì)方面具有較好的效果。
2.7　對(duì)細(xì)菌的去除效果
　　源水的細(xì)菌總數(shù)在一年中變化較大，平均值為1 488 個(gè)/mL。在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化對(duì)水中細(xì)菌總數(shù)的去除率分別為100%、97.5%、99.6%，平均為99.0%；高錳酸鉀預(yù)處理對(duì)水中細(xì)菌總數(shù)的去除率分別為45.3%、8.3%、7.1%，平均為20.2%；CP預(yù)處理對(duì)水中細(xì)菌總數(shù)的去除率分別為99.1%、97.5%、99.6%，平均為98.7%。預(yù)氯化、CP預(yù)處理工藝對(duì)水中細(xì)菌總數(shù)都有十分良好的去除效果，其沉后出水的細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)就已達(dá)到出廠水的要求，同時(shí)也反映出CP在投量比氯低很多的情況下，滅菌的效果十分顯著。
　　源水的大腸菌群數(shù)值在一年中變化較大，平均值為3 200 個(gè)/mL。在4月、10月、12月—次年1月中，預(yù)氯化對(duì)水中的大腸菌群去除率分別為100%、100%、100%，平均為100%；高錳酸鉀預(yù)處理對(duì)水中的大腸菌群去除率分別為24.6%、13.6%、19.7%，平均為19.3%；CP預(yù)處理對(duì)水中的大腸菌群數(shù)去除率分別為100%、100%、100%，平均為100%。相比之下，預(yù)氯化、CP預(yù)處理工藝對(duì)水中大腸菌群都有十分優(yōu)異的去除效果，沉后出水的大腸菌群數(shù)指標(biāo)就已達(dá)到出廠水的要求，同時(shí)也反映出CP在投量比氯低很多的情況下，滅菌的效能十分優(yōu)異。

3　結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)對(duì)嫩江水庫(kù)水不同時(shí)段、不同污染程度的水體進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)的結(jié)果可以清楚看到，對(duì)于低溫、低濁、高污染的水體，高錳酸鉀復(fù)合藥劑(CP)預(yù)處理除具有強(qiáng)化混凝除濁效能外，還對(duì)水中的一些檢測(cè)指標(biāo)具有顯著的影響。它在去除CODCr、NH3-N、NO2-N，降低氯仿生成量、氯仿和四氯化碳前質(zhì)和總Mn，滅除水中細(xì)菌和大腸菌群等方面具有預(yù)氯化、高錳酸鉀預(yù)處理工藝、單純投加混凝劑工藝所不能達(dá)到的優(yōu)異性能。

參考文獻(xiàn)：
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收稿日期：2000-11-17