胡子斌，王向明，付紅亮
(中原油田設計院，河南　 濮陽　 457001)

　　摘要：用自制的聚硅酸鐵(PSF)作混凝劑進行低溫低濁水的燒杯攪拌實驗，考察其混凝性能，并與硫酸鐵混凝劑進行對比。蛄果表明，水溫低于8℃，pH值為7.03，濁度為7.1度時，PSF、硫酸鐵+聚硅酸、硫酸鐵在投加量相同時，PSF用量最少，且PSF投藥范圍廣，水樣沉降性能好；PSF投加量低于40mg L時，對處理后的水的PH值影響較小，pH值符合飲用水標準。
　　關鍵詞：聚硅酸鐵；混凝；低溫低濁水
　　中圈分類號：TU991.22　　 文獻標識碼：B　　 文章編號：1004—2455(2004)04—0021—02

　　低溫低濁水的混凝處理是凈水處理中的一個難題，應用活化硅酸作助凝劑有利于解決這一難題。但是活化硅酸易于成為硅酸凝膠，失去活性，故需在現場配制，限制了它的使用。針對此問題，哈工大應用化學系研制出貯存期可達一個月以上的改性活化硅酸助凝劑^[1]，已應用于哈爾濱市日處理30×10⁴t的自來水廠，并可節省Al₂(SO₄)₃20％-40％，但是需要2次投藥。本文利用自制的聚硅酸鐵(PSF)處理低溫低濁水，并與單獨投加硫酸鐵及投加硫酸鐵+硅酸助凝劑進行對比。

1 實驗部分

1.1 PSF的制備
　　取一定量模數(M)為3.40的水玻璃溶液用自來水稀釋到一定濃度，加硫酸調pH值，放置一定時間使硅酸聚合，然后加入定量的硫酸鐵，陳化一定時間后得PSF混凝劑。用黏度法測量得相對分子質量^[2]大于40×10⁴。
1.2 混凝實驗方法
　　取500mL水樣，加入一定量的混凝劑，在轉速為200r／min下攪拌2min，然后在50r／min下攪拌10min，攪拌停止后靜止沉降10min，在液面下2-3 cm處吸取上清液，用濁度計測濁度。

2 實驗結果與討論

2.1 投加量對濁度的影響
　　原水水質：水溫低于8℃，pH=7.03，濁度為7.1度。采用三種投加混凝劑方案，實驗結果如表1所示。

　　由表1可以看出，PSF不僅能很好地處理低溫低濁水，而且與單投Fe₂(SO₄)₃，和加入Fe₂(SO₄)₃+聚硅酸的混凝效果相比有明顯的優越性：
　　①用量少，在相同投加量(以Fe₂(SO₄)₃計)時，剩余濁度遠低于Fe₂(SO₄)₃，略優于Fe₂(SO₄)₃+聚硅酸，而它僅需一次投加；
　　②投藥范圍寬，不論是Fe₂(SO₄)₃，或是Fe₂(SO₄)₃+聚硅酸處理水時剩余濁度均隨混凝劑用量的增加而減少，但隨之又增加，投藥范圍遠比PSF為窄；
　　③實驗表明，PSF的沉降性能好，礬花形成的時間短，而且形態粗大易于沉降，這在下面靜態沉降時間的實驗中得到了驗證。
2.2 不同混凝劑的沉降性能
　　在上述實驗基礎上，筆者通過混凝過程靜態沉降的時間來比較PSF，Fe₂(SO₄)₃，與Fe₂(SO₄)₃+聚硅酸的沉降性能。混凝劑投加量以Fe₂(SO₄)₃計，均為32ms／L，結果如表2所示。

　由表2可知，PSF的沉降性能最好，其產生礬花粗大且形成的時間短，沉降速度快，如以處理效果低于3度為標準，投加PSF混凝劑所需靜沉時間最短（不到2min），這樣可使水樣在處理系統中停留時間縮短，有利于提高系統的處理能力。
2.3 PSF對處理后水pH值的影響
　　考慮飲用誰處理的目的，混凝劑處理后水pH值的影響應符合飲用用水的標準，pH=6.5-8.5，為此，筆者考察了PSF投加量對處理后水的pH值的影響，原來水樣為低溫低濁水，pH=7.03，結果如表3所示。

　　由表3可知，隨著PSF投加量的增加，處理后水樣的pH值逐漸降低，當投加量小于40mg/L時，可認為PSF對pH值的影響較小。另外，實驗表明用PSF處理常溫濁度比較高的水樣時，其投加量不會超過40mg/L因而，可以認為PSF的投加量對處理水的pH值基本無影響。

3 結論

　　聚硅酸鐵（PSF）是一種無機高分子混凝劑，能有效地處理東北地區的低溫低濁水。與投加Fe₂(SO₄)₃或Fe₂(SO₄)₃+聚硅酸助凝劑相比，PSF投加量少，投加范圍寬，形成礬花迅速而粗大，沉降速度快，可縮短水樣在處理系統中的停留時間，因而可提高系統的處理能力。

參考文獻：

[1] 胡萬里. 聚硅酸鐵混凝性能研究[J].中國給水排水，1997，9（3）：16-17.

作者簡介：胡子斌（1973-），男，河南濮陽人，工程師，yuner-hzb@163.net。