供水質(zhì)

1　高錳酸鉀-粉末活性炭聯(lián)用組合工藝
生產(chǎn)規(guī)模為日供水5萬m3，由2組各2.5萬m3/d凈水處理工藝組成，為岸邊式取水方式。原水經(jīng)一泵房、靜態(tài)混合至反應(yīng)池時間較短，其后折板反應(yīng)時間為10～15min，迷宮式沉淀池停留時間為20min，快濾池采用0.8～1.2mm均質(zhì)濾料，濾層厚度70cm，濾速為8m/h，反沖洗周期為22～24h，混凝劑采用蘇州硫酸鋁廠生產(chǎn)的精制硫酸鋁。投加高錳酸鉀-粉末活性炭期間，取消預(yù)加氯。其工藝流程見圖1。
 
 

1.1　生產(chǎn)工藝流程

圖1

  高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑，降解有機(jī)物，抑制藻類生長，隨著投加量的增加和接觸時間的延長，效果較理想。粉末活性炭對水中的小分子有機(jī)物(分子量＜3000)有很好的吸附作用，有利于凈水過程中去色、味。兩者組合同時用于常規(guī)凈水工藝流程，使之協(xié)同作用，效果更為顯著。結(jié)合南門水廠工藝狀況，經(jīng)多次實(shí)地試驗(yàn)測定，確立高錳酸鉀投加點(diǎn)為反應(yīng)池進(jìn)口處，粉末活性炭投加點(diǎn)為沉淀出水集水槽，即濾前。對此，在強(qiáng)化水質(zhì)監(jiān)測及觀察運(yùn)行參數(shù)的基礎(chǔ)上，水源投加高錳酸鉀的直接作用時間為30～35min，粉末活性炭的蓄積時間為22～24h。

1.2　高錳酸鉀、粉末活性炭的選型及投加量

(1)高錳酸鉀：選用濟(jì)南司普潤化工有限公司產(chǎn)品，含量99.3%。據(jù)水樣試驗(yàn)，按反應(yīng)時間30～35min計(jì)，考慮高錳酸鉀可能對后續(xù)工藝的影響，*投加量為0.25～ 0.40mg/L。

(2)粉末活性炭：就現(xiàn)有工藝而言，濾前投加粉末活性炭，可*限度降低高錳酸鉀的負(fù)面影響，消除與混凝之間的競爭，但同時導(dǎo)致粉末活性炭接觸時間偏短(現(xiàn)場測試為5～8min )，且選型不當(dāng)很 易穿透濾層。因此，依據(jù)濾料粒徑及相應(yīng)水質(zhì)狀況，選用了河南新鄉(xiāng)活性炭廠生產(chǎn)的煤質(zhì)粉末活性炭。其相應(yīng)技術(shù)指數(shù)：篩目為120～150目，碘值≥800 mg/L，亞甲蘭值≥7～8，比表面積800～1200m²/g。

投加方式為濕法壓力投加，經(jīng)小樣試驗(yàn)表明，在COD_Mn10mg/L左右時，投加量以20m g/L為宜。

1.3　投加高錳酸鉀活性炭注意事項(xiàng)

1.3.1　合理選用混凝劑由于高錳酸鉀與混凝劑投加點(diǎn)相距很 短，因此可以認(rèn)為是同時投加。據(jù)小樣試驗(yàn)表明，與聚合氯化鋁同時投加時，相應(yīng)的去色、味，混凝效果反而下降，初步分析為聚合氯化鋁被高錳酸鉀降價所致。據(jù)平行試驗(yàn)表明，用硫酸鋁混凝劑，效果相對較佳。由此認(rèn)為，兩者同時投加，選用低分子混凝劑為宜，其相應(yīng)機(jī)理有待進(jìn)一步探索。

1.3.2　取消預(yù)加氯據(jù)小樣試驗(yàn)表明，預(yù)加氯對高錳酸鉀無明顯影響，造成沉淀池出水有殘余氯存在，從而影響粉末活性炭吸附效果。再者，水源污染期間，原水常有揮發(fā)酚檢出，取消預(yù)加氯，使之不再形成嗅味更為強(qiáng)烈的氯酚。

2　運(yùn)行效果

近年來，采用河南嵩山科技有限公司的高錳酸鉀預(yù)處理與濾前粉末活性炭聯(lián)用投加工藝，期間原水水質(zhì)為：水溫18.5～28.5℃，濁度118～584NTU，色度25～45度，氨氮2.50 ～0.75mg/L，COD_Mn10.87～5.11mg/L?；炷齽┎捎锰K州產(chǎn)精制硫酸鋁，投加量為20～35mg/L，高錳酸鉀投加量為0.25～0.40mg/L，粉末活性炭為20mg/L。對原水中有害污染物濃度的去除情況分述如下。

2.1　對氨氮的去除

如圖2所示，與常規(guī)工藝流程相比，投加高錳酸鉀后沉淀池出水氨氮去除率反而下降(9.6 %)，濾后水去除率略有上升(4.2%)。兩種工藝均能保持較小的出水氨氮完全值(＜0.02～0 .25mg/L)。加入高錳酸鉀后，沉淀水氨氮去除率下降，是部分分子量較大的有機(jī)物被高錳酸鉀分解為氨氮所致。

圖2　氨氮去除率

圖3　COD_Mn去除率

2.2　對COD_Mn的去除

如圖3所示，以硫酸鋁作混凝劑時，采用高錳酸鉀*.粉末活性炭聯(lián)用組合工藝，對COD_Mn 去除率明顯高于常規(guī)凈水工藝。但據(jù)混凝平行試驗(yàn)表明，如采用聚合鋁作混凝劑，混凝沉淀后，COD_Mn去除率達(dá)40%左右。

2.3　對色度的去除

如圖4所示，對色度的去除，高錳酸鉀-粉末活性炭投加工藝明顯優(yōu)于傳統(tǒng)凈水工藝。就南門水廠而言，傳統(tǒng)凈水工藝對色度的去除主要依靠混凝沉淀，而采用高錳酸鉀-粉末活性炭聯(lián)用組合工藝后，雖經(jīng)混凝沉淀色度去除率有所下降，但濾后水色度去除率突躍，據(jù)監(jiān)測主要由以下兩部分構(gòu)成：

圖4　色度去除率

(1)粉末活性炭的吸附作用：活性炭對分子量較小的有機(jī)物有良好的吸附能力，而高錳酸鉀的預(yù)處理，降解有機(jī)物使這一能力得以更大的發(fā)揮，從而提高了濾池的去色能力。

(2)是對鐵、錳的*去除，而鐵、錳是形成出水色度的主要因素之一。

　圖5　鐵、錳去除率

從圖5可看出，常規(guī)的凈水工藝流程對二價錳的去除甚微。而在投加高錳酸鉀*.粉末活性炭一星期后，濾砂表面微黑，形成了錳砂接觸層，從而有效地去除了鐵、錳，使濾池的去色能力提高。同理，從圖5還可以說明，投加高錳酸鉀后，由于沉淀池二價錳上升，從而致使去色率低于常規(guī)工藝流程。經(jīng)上述處理后，出廠水色度小于10度。

2.4　對嗅味的去除

用高錳酸鉀取代預(yù)加氯后，沉淀池上異味明顯降低，以粉末活性炭吸附、濾池過濾后，出水無異味，去嗅效果良好，能確保Ⅱ級。據(jù)同期監(jiān)測資料表明，粉末活性炭對揮發(fā)酚的去除率接近*。

2.5　對濁度的去除

加入高錳酸鉀活性炭后，反應(yīng)池出口處的礬花由絮狀變?yōu)槠瑺?，泥水分離更為清晰。據(jù)同期攪拌試驗(yàn)表明，保持相同的沉淀出水濁度(3～8NTU)，可節(jié)約硫酸鋁1/3。投加高錳酸鉀*.粉末活性炭后，濾池的截污能力上升了23.3%(濾池去濁率由67.6%上升為90.9%)。這說明，投入高錳酸鉀，通過氧化分解有機(jī)物，改變了膠體顆粒表面特性，從而使其更易脫穩(wěn)；形成的余濁，在粉末活性炭的協(xié)同作用下，更易被濾池截留。出水濁度由1.5NTU左右降至0.8NTU左右。而濁度的降低，不僅提高了后續(xù)工藝加氯消毒效果，降低了加氯量，而且對水的色度、嗅味的去除，有機(jī)物總量的降低，均有較好作用。

2.6　對UV₂₅₄的去除

原水的UV₂₅₄值為0.3～0.6，加入KMnO₄后，沉淀出水UV₂₅₄值比常規(guī)工藝下降了27.8%，在此基礎(chǔ)上，濾前投加粉末活性炭，濾后水UV₂₅₄值比常規(guī)工藝下降了26.4%，出廠水UV₂₅₄＜0.1。這是常規(guī)工藝所難以達(dá)到的