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随着我国经济和生活水平的迅速发展,城市和农业经济的发展模式造成排污量增加,而相应基础设施的滞后使得污水处理能力提高缓慢,水源水受到严重污染。目前对微污染原水的处理主要采用传统工艺的强化以减少成本。在传统的工艺中,混凝过程是应用最普遍的关键环节之一,它决定着后续流程的运行工况、最终出水水质和成本费用。
本文不改变生产工艺,通过选择混凝性能优良的混凝剂来改善混凝以期达到更好的出水水质,减少混凝剂的投加量,降低生产成本。所选用的六种混凝剂聚合硫酸铁(PFS1、PFS2)、聚合氯化硅酸铝(PASC)、聚合氯化铝铁(PAFC)和聚合氯化铝(PAC1、PAC2) 均为无机高分子混凝剂,以铁盐和铝盐为主。本次试验分为小试、中试和生产性试验三个阶段。在小试试验阶段用烧杯混凝试验对六种混凝剂的混凝性能和稳定性能进行比较,选择混凝性能最好的两种混凝剂PAC1和PAFC,确定温度对这两种混凝剂投药量的影响,结果表明当温度从18.5℃降低到6.9℃时,在小试试验中两种混凝剂的投加量增加了约一倍。
中试试验设备模拟生活水车间的工艺设备和水力学条件,选用小试试验中挑出的混凝剂PAC1和PAFC,进一步比较这两种混凝剂的混凝性能,其中PAC1为水厂目前所使用的混凝剂。中试试验结果表明达到相同的出水浊度时,PAFC的投药量比PAC1少用11.7%,在此条件下对其它水质指标进行分析发现,其它出水水质指标相差不大。分析除浊率对COD<,Mn>的去除率的影响可知,COD<,Mn>的去除率在一定范围内随浊度去除率的增加而增加,直到到达一峰值后不再增加。通过正交试验对PAFC运行的影响因素进行分析,试验结果表明,在温度、搅拌速度和投药量三个因素中,温度 (从15.0℃降低到4.0℃) 对混凝剂PAFC的出水浊度影响最大。
最后通过在生活水车间和工业水车间的生产性试验验证PAFC的稳定性并进行经济成本核算。在低温4.0℃时在生活水车间进行试验,研究结果表明,达到相同出水水质时混凝剂PAFC比混凝剂PAC1的投加量少20.7%,并节省成本13.8%;而在工业水车间,当水温在4.0℃~12.0℃时,PAFC比PAC1的投加量少15.7%并节省成本8.1%。目前混凝剂PAFC已经用于该水厂的工业水车间替代了原来的混凝剂PAC1。