王桂榮¹，張杰²
(1.武漢科技學(xué)院，湖北 武漢 430073；2.武漢自來(lái)水公司，湖北 武漢 430034)

　　摘要：針對(duì)漢江水源冬季的低溫低濁水給水廠處理帶來(lái)的困難，研究了聚合二甲基二烯丙基氯化銨(簡(jiǎn)稱HCA)、活化硅酸、聚丙烯酰胺三種不同助凝劑處理低溫低濁水的效果，結(jié)果表明先加助堿劑以調(diào)節(jié)pH值，再用HCA和聚合氯化鋁(PAC)配伍使用，大大改善了混凝效果且與其它助凝劑相比，該藥劑配制、投加方便，不會(huì)增加水廠土建費(fèi)用，可廣泛應(yīng)用于水廠低溫低濁水的處理。
　　關(guān)鍵詞：低溫低濁水；強(qiáng)化混凝；二甲基二烯丙基氯化銨(HCA)；活化硅酸；聚丙烯酰胺
　　中圖分類號(hào)：TU991.22　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　 文章編號(hào)：1009—2455(2004)05—0020—03

A Study of Treatment of Low-Turbidity, Low-Temperature Water by Enhanced Coagulation by Enhanced Coagulation
WANC Gui—rong¹，ZHANG Jie²
(1.Wuhan lnstitute of Science and Technology,Wuhan 430073,china；2.Wuhan Water Supply Co.，Wuhan 430034，China)

　　Abstract：In view of the difficulties caused by the low-temperature，low-turbidity water source in Han River in winter to the water treatment in water plants，the results of treatment of low-temperature，low-turbidity water with three different coagulant aids，i.e.，Polymerized dially dimethyl ammonium chloride (HCA)，active silicic acid and Polyacrylamide (PAM) were studied.The resuhs showed that when basicity improver was added in first to adjust the pH value and then HCA and polymerized aluminum chloride (PAC) were used in combination，the results of coagulation were greatly improved，and tha，compared to other coagulant aids，the said agents are easy to dose and do not cause additional cost for civil works to the water plants and，therefore，can be widely used in water plants for the treatment of low-ternperature，low-turbidity water.
　　Key words：low-temperature，low-turbidity water；enhaneed coagulation；dially dimethyl ammonium chloride (HCA)；active silicic acid；polyacrylamide (PAM)

　　在冬季，水質(zhì)的物理化學(xué)特性與其它季節(jié)相比具有溫度低、濁度低、耗氧量低、堿度低、水的粘度大等特點(diǎn)^[1]，這給不少自來(lái)水廠的冬季處理帶來(lái)了很大困難。在武漢市，主要是漢江在冬季會(huì)出現(xiàn)低溫低濁度水。其冬季水質(zhì)特征為：12月至次年2月濁度經(jīng)常在20 NTU 以下；水溫一般在4—7℃，最低可至4℃；pH值比其他季節(jié)略有降低，保持在7.3左右。在此期間，水廠采取增大聚合氯化鋁投加量的方法，但處理效果并不明顯，形成的礬花細(xì)小且輕，不利于后續(xù)沉淀。針對(duì)上述問題，擬采取投加聚合二甲基二烯丙基氯化銨^[2-3](簡(jiǎn)稱HCA)、活化硅酸、聚丙烯酰胺作為助凝劑對(duì)漢江水源進(jìn)行強(qiáng)化混凝，以選擇一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的助凝劑來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有混凝工藝。

1 試驗(yàn)方法

　　試驗(yàn)用水水溫為4℃，濁度為18.6 NTU，pH 值為7.3，堿度為93mg／L.
　　燒杯攪拌試驗(yàn)在六聯(lián)混凝攪拌機(jī)上進(jìn)行，1000mL水樣中加入一定量的聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、HCA、活化硅酸，模擬凈水生產(chǎn)工藝的混合攪拌條件與絮凝反應(yīng)攪拌條件，設(shè)定攪拌轉(zhuǎn)速和時(shí)間如下：
　　①模擬投加NaOH的混合條件，攪拌轉(zhuǎn)速200r／min、攪拌時(shí)間1 min；
　　②模擬投加聚合氯化鋁時(shí)的混合條件，攪拌轉(zhuǎn)速300r／rain、攪拌時(shí)間1 rain；
　　③模擬絮凝反應(yīng)攪拌條件，攪拌轉(zhuǎn)速120r／min、攪拌時(shí)間4 rain(投加聚丙烯酰胺或活化硅酸)；攪拌轉(zhuǎn)速60 r／min、攪拌時(shí)間5 min。觀察礬花形成的情況。
　　④靜止沉淀10min，同時(shí)觀察和記錄礬花沉淀的情況以及檢測(cè)上清液的濁度。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 投加氫氧化鈉的影響
　　由于鋁離子的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，水溫低則水解速度慢。投加適量的氫氧化鈉能增加水中的堿度，增快水解反應(yīng)速度。另一方面由于pH值上升可以改變混凝劑水解產(chǎn)物的形態(tài)。
　　從圖1的結(jié)果表明，加入適量的助堿劑氫氧化鈉能起明顯的助凝作用，但是投入量不能過量，投入8 mg／L反使混凝效果變壞，以2mg／L為宜。

2.2 聚丙烯酰胺和活化硅酸的助凝作用
　　聚丙烯酰胺和活化硅酸作為常用的陰離子絮凝劑處理難凈化處理水應(yīng)用已久。
　　圖2的結(jié)果表明：在低溫低濁水中，聚丙烯酰胺或活化硅酸與聚合鋁配合使用，可提高絮凝體的強(qiáng)度和密度，但混凝效果依然不理想。圖3是考慮到助堿劑氫氧化鈉影響的試驗(yàn)結(jié)果。從圖3的結(jié)果看，先加適量氫氧化鈉調(diào)節(jié)原水的pH值為8.2—8..5，再加聚合氯化鋁，然后投加陰離子型高分子助凝劑助凝，混凝效果好于不投加助堿劑的混凝效果。

2.3 助堿劑與陽(yáng)離子助凝劑HCA
　　HCA是近年發(fā)展起來(lái)的新型凈水劑，國(guó)外應(yīng)用較廣，它是以二甲基二烯丙基氯化銨(PDM-DAAC)均聚而成的高分子陽(yáng)離子聚合物電解質(zhì)，把NaOH與HCA配伍進(jìn)行助凝試驗(yàn)。從圖4的結(jié)果看，先加適量氫氧化鈉調(diào)節(jié)原水的pH值為8.2-8.5，再加注陽(yáng)離子型高分子助凝劑HCA與聚合氯化鋁配伍使用混凝效果比較理想。聚合氯化鋁與HCA配伍使用是先改變了聚合鋁的一定的水解形態(tài)，可明顯提高濁度去除率，降低出水濁度，肉眼觀察到絮體密實(shí)且較大。聚合鋁投加量為32mg／L時(shí)，出水濁度為2.2 NTU左右，較圖3的3.5 NTU降低了40％左右，其混凝機(jī)理是吸附電中和和吸附架橋雙重作用，而陰離子型絮凝劑只有吸附架橋作用。

3 結(jié)論

　　①先加適量助堿劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)原水的pH值，再加注陽(yáng)離子型高分子助凝劑HCA與聚合氯化鋁配伍，使用強(qiáng)化混凝處理低溫低濁水的方案，較水廠現(xiàn)有單純投加聚合氯化鋁，可大幅降低沉淀出水濁度，形成的礬花較大且密實(shí)，是一種高效助凝劑。
　　②陽(yáng)離子型高分子助凝劑HCA易水解，它和聚合氯化鋁復(fù)配操作簡(jiǎn)單，不再需單獨(dú)的溶解，攪拌設(shè)備，直接在礬液池即可；而硅酸活化需加酸、聚丙烯酰胺需加堿。因此該藥劑較活化硅酸、聚丙烯酰胺配制簡(jiǎn)單，投加方便，無(wú)需增加水廠土建費(fèi)用，應(yīng)用于水廠低溫低濁水的處理，是經(jīng)濟(jì)、有效可行的。

參考文獻(xiàn)：
[1] 霍明昕，劉馨遠(yuǎn).低溫低濁水質(zhì)特性的分析[J].中國(guó)給水排水，1998，14(6)：33—34.
[2] 嚴(yán)瑞碹.水處理劑應(yīng)用手冊(cè)[MI.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2001.
[3] 費(fèi)渭泉.陽(yáng)離子型有機(jī)高分子混凝劑HCA—1處理蘭州水[J].城鎮(zhèn)供水，1993，(1)：7—10.

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作者簡(jiǎn)介：王桂榮(1977—)，女，湖北應(yīng)城人，華中科技大學(xué)工學(xué)碩士畢業(yè)，現(xiàn)為武漢科技學(xué)院教師，研究方向?yàn)樗幚恚瑆grl977@163.com。