更新時間(jian)：2010-01-12 14:55 來源：土木在線 作(zuo)者: 閱讀：2773 網友評論0條

1 巢湖水質特點

巢湖(hu)是合肥(fei)市(shi)飲用水(shui)(shui)(shui)的(de)主要水(shui)(shui)(shui)源之一，經(jing)監測(ce)(ce)，1999年(nian)(nian)飲用水(shui)(shui)(shui)源區主要污染指(zhi)標(biao)超(chao)過(guo)地(di)面水(shui)(shui)(shui)Ⅳ類(lei)(lei)水(shui)(shui)(shui)質標(biao)準，2000年(nian)(nian)水(shui)(shui)(shui)質污染依然(ran)嚴重，三條入(ru)湖(hu)河道中(zhong)有兩條水(shui)(shui)(shui)質屬(shu)Ⅴ類(lei)(lei)或超(chao)過(guo)Ⅴ類(lei)(lei)。國(guo)家城(cheng)市(shi)供水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質監測(ce)(ce)網合肥(fei)監測(ce)(ce)站2000年(nian)(nian)4月(yue)—2001年(nian)(nian)3月(yue)間(jian)對巢湖(hu)水(shui)(shui)(shui) 質進(jin)行(xing)了(le)監測(ce)(ce)，結(jie)果(guo)是一年(nian)(nian)中(zhong)有80%的(de)時(shi)間(jian)處在(zai)超(chao)Ⅲ類(lei)(lei)水(shui)(shui)(shui)質狀態，且具有如下特點：

① 藻類過量繁殖。

湖(hu)水(shui)(shui)中有60多種藻類(lei)并以藍藻居多，還有銅綠微囊藻、水(shui)(shui)華微囊藻、水(shui)(shui)華束(shu)絲藻、水(shui)(shui)華魚腥(xing)藻等，每年6月—10月藻類(lei)遍布全湖(hu)，嚴重時(shi)湖(hu)面水(shui)(shui)藻厚度可達15cm，藻類(lei)腐爛(lan)時(shi)腥(xing)臭逼(bi)人且嚴重敗壞水(shui)(shui)質(zhi)；

② 有(you)機物含(han)量高(gao)、種類復雜。

水中COD平均達30mg/L、TOC平均達10mg/L(均超(chao)出Ⅲ類標準)，GC/MS檢測結果表明(ming)原水中有機物(wu)達207種，主要(yao)為烷烴類、酯類、雜環(huan)化合物(wu)、酮、酚(fen)、多(duo)環(huan)芳烴和少(shao)量苯(ben)、醛類物(wu)質；

③ 水質波動性大。

水質(zhi)變化范圍(wei)：濁度(du)為10～70NTU、pH值為7.2～9.3、COD為3～80mg/L、藻類含(han)量為(100～6000)×;104個(ge)/L。

2 PPC預處理工藝

以巢湖原(yuan)水為研究對象，考(kao)察PPC預處理技術的除(chu)濁、除(chu)臭、除(chu)藻(zao)、除(chu)有機污染物的效能。

2.1 對有機污染物的(de)去除(chu)

試驗比較了PPC預處理工(gong)藝(yi)(yi)、常規工(gong)藝(yi)(yi)、預氯(lv)化(hua)加粉末活性炭工(gong)藝(yi)(yi)(以下簡(jian)稱(cheng)Cl2+PAC工(gong)藝(yi)(yi))的除有機污(wu)染物(wu)效能。

①CODMn

PPC與Cl2+PAC工藝的比(bi)較試驗結果見圖1。

試(shi)驗結果顯(xian)示(shi)，Cl2+PAC工藝(yi)和PPC預氧化(hua)工藝(yi)都能(neng)使水中CODMn得到穩定去除(chu)(chu)，去除(chu)(chu)效率優劣依次為Cl2+PAC、PPC、常(chang)規(gui)處理(li)工藝(yi)，但是PPC預氧化(hua)10min后(hou)COD即(ji)可比常(chang)規(gui)處理(li)下降(jiang)13%，而Cl2+PAC工藝(yi)則需(xu)60min才可達到此(ci)效果，表(biao)明PPC預氧化(hua)具有(you)明顯(xian)的速度優勢(shi)。

② TOC

PPC預氧(yang)化與預氯化對(dui)TOC的(de)去除效果見圖2。

長(chang)期監測表明，巢湖原水中總(zong)有(you)機(ji)碳(TOC)的含量較(jiao)高(gao)(冬季高(gao)達20～30mg/L)。兩種(zhong)工藝(yi)都能使沉后水TOC有(you)所降低(di)，但PPC預(yu)氧(yang)化去(qu)除效果更好(hao)(見圖2)。

③ UV254

生產運行試(shi)驗結果(guo)(guo)表明(ming)，投(tou)加PPC后(hou)的(de)濾后(hou)水中UV254有大幅降低(平均降幅為62.99%)。不同藥劑對水中有機物的(de)去除效果(guo)(guo)優劣(lie)依次為PPC預氧(yang)化、Cl2+PAC、常規處理。

④ 有機污染物種類

測定采用EPA252修訂本(ben)方法,GC/MS儀為(wei)HP5890/5972型。樣品(pin)采用C18小柱或(huo)XAD-2樹脂柱富(fu)集，用二(er)氯甲烷、乙醚、丙酮洗脫(tuo)后再(zai)用高(gao)純氮氣頂吹濃縮至(zhi)1～2mL，低溫保存。分析(xi)結(jie)果(guo)見圖(tu)3。

由圖3可見，經常規(gui)工藝處理后(hou)有(you)機物(wu)濃度(以色(se)譜峰(feng)(feng)面積計)反(fan)而升(sheng)高,預氯化工藝使(shi)有(you)機物(wu)濃度有(you)所降(jiang)低,而PPC預處理對(dui)水(shui)中(zhong)有(you)機物(wu)濃度降(jiang)幅(fu)最大。GC/MS共檢(jian)出54個(ge)峰(feng)(feng)(原水(shui)),而PPC 技術(shu)處理后(hou)只檢(jian)出12個(ge)峰(feng)(feng)，有(you)機物(wu)種類減少了78%，有(you)機物(wu)含(han)量的降(jiang)幅(fu)達89%，對(dui)水(shui)中(zhong)醛、酮、苯(ben)、多(duo)環(huan)芳(fang)烴、硝基苯(ben)、雜環(huan)化合物(wu)的去除(chu)效果顯著。

2.2 對藻類的去除(chu)

巢湖水質屬重富(fu)營(ying)(ying)養化至富(fu)營(ying)(ying)養化水體,藻含(han)(han)量大(全年平均含(han)(han)藻近(jin)2×107個/L,最高藻含(han)(han)量可達4×108個/L)、種(zhong)類多且藻情變化快。

試驗期(qi)間巢湖原水(shui)藻含(han)量為1000×104個(ge)/L～1×108個(ge)/L,pH值波動(dong)大,COD平均值為31mg/L,嗅味等級為2～3級。

① 不同PPC投(tou)量對(dui)藻去除的(de)影響

試驗中(zhong)原水藻含量為(wei)1.7×108個/L、混凝(ning)劑(ji)堿鋁(lv)投(tou)量為(wei)60mg/L、硫酸亞鐵投(tou)量為(wei)40mg/L、PPC投(tou)量在0～1mg/L范(fan)圍(wei)內的除藻效果見圖4。

圖(tu)4表(biao)明PPC預氧化具有較(jiao)好的(de)(de)除藻(zao)(zao)效能,且隨著PPC藥(yao)劑(ji)投量(liang)的(de)(de)增加、沉后(hou)水藻(zao)(zao)含(han)量(liang)逐漸下降，當PPC投量(liang)增加到1.0mg/L時(shi),沉后(hou)水藻(zao)(zao)含(han)量(liang)降為335×104個/L,比常規混凝處理下降了(le)46.4%。

② 不(bu)同工藝的除藻效(xiao)率(lv)

Cl2+PAC與(yu)PPC工藝的除藻效(xiao)果比較見表(biao)1。

表1 不同工藝的除藻效果比較 試驗日期 原水藻含量(104 個/L) Cl2+PA C工藝  PPC預氧化 藻含量(liang)(104個/L)  去除(chu)率(%)  藻(zao)含(han)量(104個/L) 去除率(%) 8月19日 1750.7 568.0 67.5 682.7 61.0 8月20日 2192.0 1352.0 38.0 370.7 83.1 8月14日 2356.0 1081.3 54.2 361.3 84.7 8月12日 2741.3 1458.7 46.8 500.0 81.8 8月21日 2956.0 1924.0 35.0 697.0 76.4 8月11日  3289.3 1466.7 55.4 485.3 85.2 8月13日 5033.3 1286.7 74.4 1082.7 78.5 平均值  2902.6 1305.3 53.04 597.1 78.66

由(you)表1可(ke)見，PPC預氧(yang)化可(ke)以很好(hao)地適(shi)應原水藻(zao)含量的(de)變化，隨著原水藻(zao)含量的(de)增加(jia)，除(chu)(chu)藻(zao)率(lv)始終(zhong)穩定在80%左右(you)。表1還表明，PPC藥劑比Cl2+PAC工藝具(ju)有更好(hao)的(de)除(chu)(chu)藻(zao)效果(guo)，這主要是因為(wei)PPC藥劑除(chu)(chu)具(ju)有高(gao)(gao)錳酸鹽(yan)及其中(zhong)間價(jia)態(tai)物質對藻(zao)類的(de)強(qiang)氧(yang)化作用外，其還原產物二(er)氧(yang)化錳對藻(zao)類的(de)吸附凝聚作用也可(ke)使(shi)藻(zao)類在過濾工藝中(zhong)更易去除(chu)(chu)，從而使(shi)除(chu)(chu)藻(zao)率(lv)大幅提高(gao)(gao)。

2.3 嗅味的去除

PPC投量及(ji)接觸時(shi)間對嗅味去除效(xiao)果的影響見圖5、6。

圖5、6表明，PPC與原水的(de)接觸時間為5min以上(shang)即可取得穩定的(de)除(chu)臭效果，且PPC投量和除(chu)臭率呈正相(xiang)關(guan)關(guan)系。與常規工藝相(xiang)比，PPC預氧(yang)化的(de)除(chu)臭效果非常顯著,每投加1mg/L即可提高除(chu)臭率25%～50%。

生(sheng)產(chan)試(shi)驗結果表(biao)明(ming)，PPC預(yu)氧化比Cl2+PAC工藝(yi)除(chu)臭(chou)率提高了(le)14%,且簡化了(le)處理工藝(yi)、降(jiang)低了(le)成本。

2.4 除濁、 除色效果

① 除濁

其試驗(yan)結果(guo)見圖7～9。

進行了單(dan)獨投(tou)加聚合(he)鋁和投(tou)加聚合(he)鋁、少(shao)量(liang)PPC助凝的(de)對(dui)比(bi)試驗，原水(shui)濁度(du)為80NTU，預氧化(hua)時間為10min。結果表明，投(tou)加PPC比(bi)單(dan)獨投(tou)鋁的(de)除濁率(lv)(沉(chen)后(hou)水(shui))可提高(gao)50%以上。

由圖7、8的試驗結果可(ke)見，投(tou)加(jia)不同量的PPC藥劑(ji)均(jun)可(ke)取(qu)得較好的助凝和助濾(lv)效(xiao)果，較單(dan)純用聚合鋁(lv)處理的沉后水濁(zhuo)度(du)降(jiang)低了68.7%～85%、濾(lv)后水濁(zhuo)度(du)降(jiang)低了20.5%～54.5%。同時發(fa)現PPC投(tou)量＜0.5mg/L時,沉后水的濁(zhuo)度(du)隨(sui)PPC投(tou)量增加(jia)而降(jiang)低,而投(tou)量＞0.75mg/L時濁(zhuo)度(du)隨(sui)PPC投(tou)量增加(jia)而上升(sheng)。

圖9比較了(le)PPC預(yu)氧(yang)(yang)化(hua)時(shi)間(jian)對除濁效果的影(ying)響(xiang)，當(dang)PPC投量為0.75mg/L、預(yu)氧(yang)(yang)化(hua)時(shi)間(jian)超過10min后，氧(yang)(yang)化(hua)劑的強(qiang)化(hua)混(hun)凝作用明顯(xian)并趨于穩定，在30min時(shi)效果最佳。

上述結果說明PPC預(yu)氧化具有助凝、助濾、除濁作用。

② 除色

生產試驗結(jie)果表明，PPC預處理(li)對(dui)(dui)濾(lv)后(hou)水(shui)色度的平均去除率為45.8%,而Cl2+PAC工藝對(dui)(dui)濾(lv)后(hou)水(shui)色度的平均去除率僅為25%。

3 經濟分析

3.1 常規工藝

常規工藝處理流程(cheng)為(wei)：

正常情況下聚(ju)合鋁(lv)投量(liang)(liang)為(wei)47.99g/m3，在高污染(ran)期投量(liang)(liang)為(wei)65.66g/m3，平(ping)均為(wei)50g/m3，聚(ju)合鋁(lv)價格按(an)1000元(yuan)/t計算(suan)，凈(jing)水(shui)劑成本為(wei)0.05元(yuan)/m3。

若因水質問題全年停產時間按30d計、供水量缺(que)口按30×104m3/d計，改用優質水源(yuan)需增加水資源(yuan)費0.188元(yuan)/m3，則相應增加凈水成(cheng)本(ben)0.016元(yuan)/m3。因此(ci)，常規工(gong)藝(yi)的成(cheng)本(ben)合計為0.066元(yuan)/m3。

3.2 PPC工(gong)藝(yi)PPC工(gong)藝(yi)處理流程(cheng)為：

該工藝(yi)(yi)可比常規工藝(yi)(yi)降低礬(fan)耗37.5%，聚合鋁的投(tou)加(jia)成(cheng)(cheng)本(ben)是0.031元(yuan)/m3。 按PPC投(tou)量(liang)為(wei)2g/m3、價格為(wei)7500元(yuan)/t,HCA投(tou)量(liang)為(wei)0.2g/m3、價格按12000元(yuan)/t計, 則預處理(li)增加(jia)成(cheng)(cheng)本(ben)為(wei)0.032元(yuan)/m3。

其(qi)成本合計為0.063元/m3。

3.3 預(yu)氯化加活性(xing)炭(tan)工藝(yi)

預(yu)氯(lv)化加活(huo)性炭工(gong)藝處理流程為：

按聚合鋁投量(liang)(liang)為(wei)42.47g/m3、成(cheng)本(ben)為(wei)0.042元(yuan)/m3，氯投量(liang)(liang)為(wei)4.5g/m3、液氯價格為(wei)2150元(yuan)/t,活(huo)性炭投量(liang)(liang)為(wei)6g/m3、價格以2 700元(yuan)/t計,則增加預處理(li)成(cheng)本(ben)為(wei)0.028元(yuan)/m3。其(qi)成(cheng)本(ben)合計為(wei)0.070元(yuan)/m3。

綜上所(suo)述，在PPC預(yu)氧化、預(yu)氯化加(jia)活性(xing)炭、常規工藝等三種處理方式中，PPC工藝的凈水(shui)劑(ji)成(cheng)本最低。

 
 
 

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