关于聚合硫酸铁在东江水源投加效果的研究(一)

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　　[论文关键词]聚合硫酸铁 投加试验

　　[论文摘要]为了研究聚合硫酸铁在东江水源作为絮凝剂是否适用，阐述给水厂进行实验室模拟投加试验以及在生产现场的投加试验，同时对比其他絮凝药物的效果，证实了聚合硫酸铁在东江水源能有效达到预期投加效果，同时指出该絮凝剂的优缺点，更好地使用该物质提供一些指导意见。
　　
　　聚合硫酸铁是一种无机高分子水处理剂，在给水处理与污水处理方面已有较多的应用，但在珠江三角洲地区应用的实例并不多，为了研究这种絮凝剂在广州的东江流域是否能适用于给水处理工艺，我们在水厂进行了一个水文年的研究，其中包括实验室试验及实际生产投加的试验。证实聚合硫酸铁作为絮凝剂能较好地应用于东江水源的给水处理工艺。下文将做详细的介绍。
　　
　　一、广州东江水源水质的情况
　　
　　根据《广东省地表水环境功能区划》，东江北干流14航标处的东江新塘段某取水泵站水质为Ⅱ类。在10年前该水源的水质情况十分之理想，基本上经常能达到Ⅰ类水源标准，而且河流内有大量的鱼类和生物。但由于近年的污染情况越来越严重，周边工业设施不断地增加，源水质情况也不断恶化。在取水泵站的对面就有大量的水泥厂和其他工厂，这种情况在珠三角地区不少见。
　　为了能更加了解东江水质的变化情况，我们取了该取水泵站几年的水质报表进行分析。分析2003年～2005年水质监测统计数据可知东江新塘段水源主要为溶解氧、CODMn、CODCr、BOD5、氨氮、总氮、石油类、铁和锰等几项水质指标超过Ⅱ类，其他各项水质指标均达到Ⅱ类。以上统计表明，东江水源主要表现为有机污染超标。
　　
　　二、聚合硫酸铁投加试验
　　
　　（一）我们先简单介绍一下聚合硫酸铁
　　聚合硫酸铁：又名聚铁、硫酸聚铁。分子式：[Fe2(OH)n.(SO4)3-n/2]m，有液体和固体两种形式。液体产品为红褐色或深红褐色的粘稠液，固体产品为淡黄色或浅灰色的树脂状颗粒。相对密度1.45。聚铁水解后可产生多种高价和多核络合离子如[Fe2(OH)4]2+、[Fe3(OH)6]3+、[Fe8(OH)20]4+
　　等，对水中悬浮的胶体颗粒进行电性中和，降低电位，促使离子相互凝聚，并产生吸附、架桥交联等作用，促使悬浮粒子发生凝聚并沉淀，从而将水净化。
　　（二）试验条件
　　1. 通过在试验室的模拟投加试验结果进行分析和研究，证实在试验室能有效达到预期混凝效果，决定在给水厂生产现场进行投加试验。生产工艺为静态管式混合器、网格反应池、斜管沉淀池和虹吸滤池。可以同时进行投加硫酸铝的平行实验。
　　2. 投加采用4台功率为3千瓦的搅拌机，投加设备为两运一备共3台计量泵，投加浓度为20％，溶液pH值为1.7。
　　3. 试验用聚合硫酸铁为黄色固体粉末产品(分子式为[Fe2(OH)n(SO4)
　　3－n/2]m，n<2，m>10，且m=f(n) ,相对密度约为1. 45。混凝剂采用聚合硫酸铁，烧碱作为助凝剂。实验后期更改为聚合硫酸铁和聚合铝铁按混合投加。实验时间从2006年8月至2007年8月。

　　（三）实际投加效果
　　在生产现场进行投加实验的运行效果
　　1．单独投加聚铁。试验为期2个月。原水平均浊度为33.68NTU，水温平均为18.7摄氏度。
　　在单独投加聚合硫酸铁2个月后，统计聚铁的平均投加量37.5mg/l，投加后待滤水平均浊度为0.97NTU，滤后水浊度平均0.08NTU。同时在水厂另一期系统投加硫酸铝进行平行试验，待滤水平均浊度为1.1NTU，滤后水浊度平均0.29NTU。投加过程中，我们发现聚合硫酸铁的絮凝效果较好，矾花较大，而且聚合硫酸铁的适应性较强，在原水浊度和源水pH值变化较大的情况下，聚铁的投加量变化比硫酸铝要少。出厂水浊度都能达到要求。投加量与聚合铝铁相近，比硫酸铝稍少。但待滤水色度达到10度（呈青绿色）。使用聚合硫酸铁后，pH值偏低，需要增加烧碱中和。