黃國忠 李圭白
(哈爾濱工業大學 市政環境工程學院，黑龍江 哈爾濱 150090)

　　摘　要：本文從生產應用的角度進行了高錳酸鉀復合藥劑與流動電流混凝投藥自動控制系統聯合使用的研究，論述了二者聯合使用的可行性和有效性，為實現受污染水體凈化處理中混凝劑投加的自動化提供了一種新型有效的控制方法。
　　關鍵詞：流動電流，混凝投藥，除污染，復合藥劑

The Study of Using Streaming Current Auto-Control Coagulant Dosage System Combined with the New Composite which can Dispose the Pollution in Water　Huang GuozhongLi Guibai
（School of Municipal & Enviromental, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China）

　　Abstract：This article have studied the streaming current auto-control system combined with the composite potassium permangamate base on the real using，dicussed the feasibility and validity of them，supplied a new effective controling method for the automatization of coagulant dosage in the polluted water treatment.
　　Key words：streaming current，coagulant dosage，dispose pollution，composite

0. 前言

　　近年來，隨著流動電流混凝投藥自動控制系統在全國范圍內的廣泛應用，所遇到的原水水質條件也越來越復雜，其中有許多水體都受到不同程度的污染^[1]，檢測出多種有機物，其中有些是EPA規定的優先檢出物，對人體有致癌、致突變、致歧性的危害。同時，隨著原水水體中污染物數量和種類的增加，水中有機物對混凝投藥自動控制的影響越來越被重視。水中有機物的增加，使水體中的各項平衡被打破，朝著膠體穩定性增加的方向發展。許多研究者都得出相同的結論，水中有機物的增加，使達到相同混凝效果時所需混凝劑的耗費量增加，水處理成本上升，也就是說水中有機物濃度越高越不利于混凝。

1. 高錳酸鉀復合藥劑助凝及除污染機理

　　高錳酸鉀復合藥劑（Composite Potassium 簡稱CP）可以利用其有效的氧化性，通過破壞膠體顆粒表面的有機涂層，降低膠體顆粒表面負電荷和雙電層排斥作用、減小顆粒的空間阻礙，從而達到有利于有機物和濁度降低的效果；通過對膠體顆粒表面有機涂層的有機物分子和未與膠體顆粒作用的水中溶解性有機物分子的不同官能團分別發生作用，改變水中膠體顆粒表面有機涂層和未與膠體顆粒作用的水中溶解性有機物的親水性結構，使改變親水性結構的溶解性有機物和水中膠體顆粒易于脫穩，從而達到有利于去除的有機物和濁度的目的^[2]。
　　高錳酸鉀復合藥劑在和水中一些物質發生氧化還原反應時，可以改變水中有機物、膠體顆粒、微生物表面結構或改變金屬離子的電荷，從而促使凝聚現象產生，有利于有機物和濁度的有效去除^[94]。有研究發現，投加高錳酸鉀復合藥劑能夠氧化水中的Fe²⁺、Mn²⁺使其變成Fe³⁺、MnO₂，這些物質可以與有機物、膠體顆粒、藻類等發生凝聚作用，有利于后續的混凝過程；同時，高錳酸鉀氧化能夠誘導出顆粒凝聚作用，水合二氧化錳可以與水中細小纖維有機基質、藻類、細小膠體顆粒等通過吸附架橋作用連接到一起，有利于混凝和濁度的去除。

2. 流動電流混凝投藥自動控制系統和高錳酸鉀復合藥劑聯合使用的生產應用研究

　　實際生產應用試驗是在東北某地一地表水廠進行的。該水廠水源為一地表水庫，水庫中的水來自于流經該市的江水。由于近年來工業廢水及居民生活污水的排入，水庫中原水受到嚴重污染，表1為其原水的水質全分析報告，從表1可以看出此水源屬于高有機物含量的地表水，是一種比較難處理的水體。

表1水質全分析檢測報告

檢測項目

單位

檢測值

檢測項目

單位

檢測值

總硬度

mg/L

94

Se

mg/L

<0.001

永久硬度

mg/L

0

Ag

mg/L

<0.005

嗅和味

　

無

Cl^-

mg/L

11

色度

度

30.5

SO₄^2-

mg/L

50.7

渾濁度

NTU

40

HCO^3-

mg/L

732.2

pH值

　

7.3

CO^2-

mg/L

9

總Fe

mg/L

0.12

NO₃^--N

mg/L

0.62

NH₄-N

mg/L

2.1

NO₂^--N

mg/L

<0.02

Mn

mg/L

0.05

F^-

mg/L

0.03

Cu

mg/L

0.002

CN^-

mg/L

<0.001

Zn

mg/L

0.021

酚

mg/L

0.05

Pb

mg/L

<0.005

總a

Bq/L

<0.1

Cr⁺⁶

mg/L

<0.004

總b

Bq/L

<1

Cd

mg/L

<0.008

氯仿

μg/L

未檢出

As

mg/L

0.012

四氯化碳

μg/L

0.1

Hg

μg/L

<0.08

細菌總數

個/ml

3.8*103

COD_Mn

mg/L

5.5

大腸菌群數

個/ml

5.3*103

3. 水廠情況簡介

　　該水廠設計水量為6萬噸/日，具有兩套平行的水處理工藝流程，設計參數相同。在試驗期間，原水水溫為5-6⁰C，平均濁度28-35NTU，色度為25度，COD_cr為12.2mg/L。水廠為常規處理工藝，前處理工藝為預氯化，混凝劑采用聚合氯化鋁。具體工藝流程見圖1。
　　由于水廠的有機污染物較多，混凝效果較差，從而影響沉淀和過濾效果，出水濁度、色度較高未能達到滿意的處理效果。

4. 試驗方案

　　每一小時測定一次原水的濁度、色度、水溫，同時測定沉淀池出水濁度、色度、水溫。生產試驗共進行3個月，取其中具有代表性的1天試驗數據做出控制參數變化曲線圖2進行分析。

　　為了檢驗對水中有機污染物的去除效果，針對上述兩種處理方法進行了原水和沉后水的一些化學指標測定，所得結果如圖3。

　

　　在整個試驗運行中，高錳酸鉀復合藥劑和流動電流混凝投藥自動控制系統聯合使用的處理工藝中：高錳酸鉀的平均投加量為1.2mg/L，混凝劑的平均投加量為15mg/L，沉淀池出水平均濁度為4.1NTU，平均去除率為90.1%。而該水廠在同樣的原水水質條件下，預氯化和混凝劑聯合使用的處理工藝中：平均投氯量為4.0mg/L，混凝劑的平均投加量為32mg/L，沉淀池出水平均濁度為5NTU，平均去除率為87%。
　　比較可知，相同條件下高錳酸鉀復合藥劑和混凝劑聯合使用的處理工藝較預氯化和混凝劑聯合使用的處理工藝，沉淀池出水濁度降低0.9NTU，下降幅度約為18%；混凝劑的用量節約17mg/L，節約率約為53.1%。
　　從沉后水的化學指標來看，在相同原水水質和混凝劑投加量條件下，高錳酸鉀復合藥劑和混凝劑聯合使用的處理工藝中：水中COD_cr去除率平均為32.4%，NH₃-N去除率平均為73.2%，NO₂-N降低至0.004mg/L，大腸菌群去除率平均為100%；預氯化和混凝劑聯合使用的處理工藝中：水中COD_cr去除率平均為20%，NH₃-N去除率平均為70.1%，NO₂-N降低至0.004mg/L，大腸菌群去除率為100%。從上述數據可以看出，高錳酸鉀復合藥劑對于原水中有機物的去除率要遠遠高于預氯化的去除率，所以使用高錳酸鉀復合藥劑對受污染原水進行處理是十分有效的。

5. 結論

　　在此處理工藝運行過程中，流動電流混凝投藥自動控制系統均運行穩定靈敏，流動電流檢測值可以迅速準確的隨原水水質及水量的變化而變化，及時準確的進行混凝劑投加量的調整，保證沉淀池出水濁度控制在目標值附近。這說明高錳酸鉀復合藥劑的投加的存在并未對流動電流混凝投藥自動控制系統的運行造成干擾，這二者與流動電流自控系統聯合使用是可行的。高錳酸鉀復合藥劑與流動電流混凝投藥自動控制系統聯合使用，為進行存在污染的原水水體凈化處理過程中，實現混凝投藥控制自動化運行提供了一種新型有效的控制技術。

參考文獻

　　[1] 許國仁，李圭白. 高錳酸鉀復合藥劑預處理工藝可行性分析. 哈爾濱建筑大學學報.1999:24-26
　　[2] 許國仁. 高錳酸鉀復合藥劑預處理工藝在微污染水中強化混凝強化過濾效能機理的研究.哈爾濱建筑大學博士學位論文. 1999