倪仲甫，曾錦明，馮兆敏，胡克武
(珠海市供水總公司，廣東珠海519020) 摘 要：通過生產性試驗考察了新型高效脫色除臭劑對微污染原水的處理效果。試驗表明，其在助凝、除藻、除色、降低有機物含量、減少混凝劑用量等方面都取得了令人滿意的結果，且具有投加方便、易于運行管理、價格便宜、安全可靠等特點，性能優于粉末活性炭。
關鍵詞：飲用水；新型高效脫色除臭劑；助凝
中圖分類號：TU991.22
文獻標識碼：C
文章編號： 1000-4602(2001)02-0068-03 珠海市供水總公司采用一種新型高效脫色除臭劑處理低濁、高藻、高有機物含量和高色度的微污染原水。這種藥劑是由煤、木屑等含炭物質經鍛燒、碳化、球磨后，加入氧化劑和殺菌劑制成的灰黑色粉末，其性能與粉末活性炭相似，具有發達的孔隙結構及巨大的表面吸附能 力。 1 試驗過程及方法 1.1 模擬試驗
原水濁度為16.2NTU，pH值為6.5(加石灰調節至7.4)，色度為33倍，含藻量為500×104個/L，含鐵為1.6mg/L，含錳為0.41 mg/L，濾后水的pH值不變。
1.1.1 投加時間的確定(試驗1)
①將原水(與后面的生產性試驗取自同一水源)置于1000mL燒杯中，分別于不同的時間加入20mg/L的新型高效脫色除臭劑，用石灰調節pH值至7.2～7.6；
②加入液體聚合氯化鋁鐵(PAFC)9mg/L；
③快速攪拌2min(270r/min)，模擬快速混合階段；
④慢速攪拌5min(65r/min)，模擬網格絮凝池和沉淀池前部水力條件；
⑤靜置沉淀10min；
⑥上清液經60cm厚石英砂濾柱過濾，濾速控制在3m/h左右，為保證過濾條件的一致，每次過濾前將濾柱反沖洗干凈。
⑦分析計算濾后水中各物質的去除率，結果見表1。 表1 濾后水的水質及其去除率| 編 號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | | 脫色除臭劑的相對投加時間(min) | -20 | -15 | -10 | -5 | -2 | 0 | 2 | 5 | | 濁度(NTU) | 1.95 | 1.94 | 1.77 | 1.54 | 0.94 | 0.73 | 2.32 | 3.56 | | 色度(倍) | 12 | 11 | 10 | 7 | ＜5 | ＜5 | 14 | 17 | | 含藻量(104個/L) | 96.0 | 83.4 | 78.8 | 43.8 | 27.8 | 17.3 | 112.4 | 158.5 | | Fe(mg/L) | 0.11 | 0.09 | 0.09 | 0.08 | 0.04 | 0.04 | 0.14 | 0.17 | | Mn(mg/L) | 0.14 | 0.14 | 0.13 | 0.12 | 0.10 | 0.04 | 0.08 | 0.23 | | 色度去除率(%) | 63.6 | 66.7 | 69.7 | 78.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | 57.6 | 48.5 | | 藻類去除率(%) | 80.8 | 83.3 | 84.2 | 91.2 | 94.4 | 96.5 | 77.5 | 68.3 | | Fe去除率(%) | 93.1 | 94.4 | 94.4 | 95.0 | 97.5 | 97.5 | 91.2 | 89.4 | | Mn去除率(%) | 65.9 | 65.9 | 68.3 | 70.7 | 90.2 | 90.2 | 80.5 | 43.9 | | 注“-”表示在PAFC投加前，“0”表示與PAFC同時投加。 | 從表1可見，當新型高效脫色除臭劑與PAFC同時投加或提前2min投加時，凈水效果最佳。 1.1.2 投加量的確定
①將原水置于1000mL燒杯中，分別加入不同量的新型高效脫色除臭劑，同時分別投加9mg/L的PAFC；
②以下步驟與試驗1相同，結果見表2。
從表2可見，新型高效脫色除臭劑的投加量在15～30mg/L之間時，對色度、藻類、鐵、錳的去除率均較好。 表2 濾后水中各種指標的情況| 編號 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | | 脫色除臭劑投加量(mg/L) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | | 濁度(NTU) | 0.72 | 0.93 | 0.76 | 0.73 | 0.68 | 0.7 5 | 1.47 | 1.69 | | 色度(倍) | 22 | 19 | 7 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | 8 | 11 | | 含藻量(104個/L) | 167.1 | 88.4 | 33.6 | 17.3 | 20.2 | 19.4 | 16.7 | 17.4 | | Fe(mg/L) | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | | Mn(mg/L) | 0.31 | 0.20 | 0.10 | 0.04 | 0.01 | 0.01 | 0.08 | 0.12 | | 色度去除率(%) | 33.3 | 42.4 | 78.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | 75.8 | 66.7 | | 藻類去除率(%) | 66.6 | 82.3 | 93.3 | 96.5 | 96.0 | 96.1 | 96.7 | 96.5 | | Fe去除率(%) | 95.6 | 96.9 | 97.5 | 97.5 | 98.1 | 98.8 | 98.8 | 98.1 | | Mn去除率(%) | 24.4 | 51.2 | 75.6 | 90.2 | 97.6 | 97.6 | 80.5 | 70.7 | 1.1.3 PAFC投加量的確定
①將原水置于1 000mL燒杯中，均加入20mg/L的新型高效脫色除臭劑，同時分別加入不同量的PAFC；
②以下步驟與試驗1相同，結果見表3。 表3 濾后水中各種指標的情況| 編號 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | | PAFC投加量(mg/L) | 4.5 | 6.0 | 7.5 | 9.0 | 10.5 | 12.0 | 13.5 | 15.0 | | 濁度(NTU) | 2.00 | 1.54 | 0.94 | 0.73 | 0.69 | 0.67 | 0.66 | 0.58 | | 色度(倍) | 27 | 14 | 7 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | | 含藻量(104個/L) | 183.4 | 100.8 | 34.6 | 17.3 | 17.1 | 16.8 | 16.1 | 16.1 | | Fe(mg/L) | 0.21 | 0.13 | 0.06 | 0.04 | 0.03 | 0.01 | ＜0.01 | ＜0.01 | | Mn(mg/L) | 0.18 | 0.14 | 0.09 | 0.04 | 0.01 | 0.01 | 0.03 | 0.03 | | 色度去除率(%) | 18.2 | 57.6 | 78.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | | 藻類去除率(%) | 63.3 | 79.8 | 93.1 | 96.5 | 96.6 | 96.6 | 96.8 | 96.8 | | Fe去除率(%) | 86.9 | 91.9 | 96.2 | 97.5 | 98.1 | 99.4 | ＞99.4 | ＞99.4 | | Mn去除率(%) | 56.1 | 65.9 | 78.0 | 90.2 | 97.6 | 97.6 | 92.7 | 92.7 | 從表3可見，PAFC的最佳投加量在9mg/L左右，加大投加量既造成浪費，也會造成出水中鋁離子含量超標。
1.2 生產性試驗
根據模擬試驗的結果，在珠海市唐家水廠進行了生產性試驗。唐家水廠于1997年1月投產，設計供水量為12×104m3/d，其工藝流程如圖1所示。 
唐家水廠的原水取自鳳凰山水庫，入夏后由于持續高溫、干旱，庫中藻類大量繁殖［表層水含藻量為6000×104個/L，取水口的含藻量為(200～800)×104個/L］，鐵、 錳的含量超標，有機物量增高，水的色度明顯增大。若在常規工藝中加大投礬量(PAFC的投 加量達30mg/L以上)，其有機物量、含藻量、色度等指標仍無法根本改善，從而影響生產和供水水質。
試驗時間選擇在2000年6月—7月，正是藻類繁殖的高峰期，有機物、鐵、錳含量高，色度大，但濁度、pH值、水溫等相對穩定，便于進行對比(見表4)。 表4 試驗前后的水質對比情況| 水樣 | 原生產流程的水質情況 | 投加新型高效脫色除臭劑的水質情況 | | 平均值 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 最大值 | 最小值 | | 原水 | 色度(倍) | 29 | 33 | 20 | 39.2 | 42.5 | 38 | | 含藻量(104個/L) | 494.2 | 631.1 | 286.7 | 509.4 | 797.1 | 458.1 | | 濁度(NTU) | 4.59 | 11.0 | 4.00 | 4.66 | 8.76 | 2.40 | | pH值 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 6.51 | 6.8 | 6.5 | | Fe(mg/L) | 1.61 | 1.90 | 1.10 | 1.65 | 2.91 | 0.94 | | Mn(mg/L) | 0.44 | 0.50 | 0.31 | 0.40 | 0.51 | 0.32 | | 出水 | 色度(倍) | 19 | 22 | 16 | ＜5.1 | 5 | ＜5 | | 含藻量(104個L) | 261.8 | 284.3 | 192.1 | 8.05 | 21.1 | 0. 96 | | 濁度(NTU) | 0.42 | 0.78 | 0.20 | 0.31 | 0.50 | 0.18 | | pH值 | 7.08 | 7.4 | 7.0 | 7.13 | 7.4 | 7.0 | | Fe(mg/L) | 0.12 | 0.14 | 0.03 | ＜0.01 | ＜0.01 | ＜0.01 | | Mn(mg/L) | 0.38 | 0.41 | 0.30 | 0.05 | 0.08 | 0.01 | | 色度去除率(%) | 28.4 | 33.3 | 20.0 | ＞87.5 | 88.2 | ＞86.8 | | 藻類去除率(%) | 47.4 | 55.0 | 33.0 | 99.8 | 99.8 | 99.8 | | Fe去除率(%) | 94.5 | 92.6 | 97.3 | ＞99.4 | ＞99.7 | ＞98.3 | | Mn去除率(%) | 13.3 | 18.0 | 3.2 | 91.4 | 84.3 | 96.9 | | PAFC投加量(mg/L) | 30.6 | 32.0 | 29.8 | 9.4 | 10.8 | 9.0 | | 新型高效脫色除臭劑投加量(mg/L) | | | | 16.7 | 18.8 | 14.6 | | 注PAFC的價格是1100元/t，新型高效脫色除臭劑的價格是1000元/t。 | 從表4可見：
①投加新型高效脫色除臭劑后，其對有機物、藻類、鐵和錳等的去除率都比常規工藝提高了許多，出水色度也明顯降低。
②大大降低了PAFC的用量，從而避免了出水中鋁離子含量超標。
③由于使用了新型高效脫色除臭劑，生產成本明顯降低。 2 討論 ①新型高效脫色除臭劑具有巨大的孔隙和表面積，其吸附能力與粉末活性炭基本相同，能有效地吸附水中溶解性污染物，從而達到脫色、除臭的目的。
②新型高效脫色除臭劑中的強氧化劑能有效地去除多種有機污染物以及水中的臭味和色度，抑制藻類的生長，并能有效地破壞水中某些氯化消毒副產物的前驅物質，且具有顯著的助凝作用。
③新型高效脫色除臭劑使低濁度水在混凝過程中增加了形成礬花的載體，其強大的吸附能力使不易沉降的污染物質被吸附而生成大而實的礬花，加快了礬花的沉降速度，從而使出水濁度降低，并減輕了濾池負擔。
④新型高效脫色除臭劑與粉末活性炭在處理同一原水時投加量分別是15～30和10～15mg/L，價格比卻是1∶6～1∶7，而且新型高效脫色除臭劑的氧化性和殺菌性是粉末活性炭無法比擬的。
⑤新型高效脫色除臭劑與粉末活性炭均不會改變水中的pH值。 3 結論 ①新型高效脫色除臭劑對脫色、除藻、去除有機物質、除鐵、除錳有明顯的效果，從而提高飲用水水質。
②PAFC用量的減少使生產成本得到降低，同時消除了出廠水中鋁離子含量超標的隱患。
③新型高效脫色除臭劑含有殺菌成分，且可保持較長時間，所以濾后水加氯量可適當減少，以免剩余的微量有機物被氧化生成酚、醛類物質。 參考文獻：
［1］許國仁，馬軍.高錳酸鉀復合藥劑助凝生產性試驗［J］.給水排水，1995，21(9)：8-12.
［2］蔣峰，范瑾初.粉末活性炭應用研究［J］.中國給水排水，1995，11(5)：4- 8.
［3］范瑾初.飲用水處理中粉末活性炭應用研究［J］.中國給水排水，1997，1 3(2)：7-9.
［4］陳忠林，田會君，李圭白.高錳酸鉀與粉末活性炭聯用去除和控制受污染飲 用水源中的致突變物質［J］.中國給水排水，1998，14(4)：1-3.
［5］馬軍.氯化消毒副產物的形成及對飲用水質的影響［J］.中國給水排水，199 6，12(6)：35-36.
電話：(0756)88967068881160×5202
傳真：(0756)8884405
收稿日期：2000-09-19 | 
