降低硫酸铝投加量对高藻水处理过程中pH及浊度的影响

降低硫酸铝投加量对高藻水处理过程中pH及浊度的影响

张兰芳　华　伟　李　琴　董　坚

(苏州市自来水公司,苏州　215002)

EffectonpHandturbidityofdosageinalgaera中ww国w.城ch镇in水ac网itywat

Keywords:Aluminumsulfate;Watertreatment;pH;Turbidity

,,Qin,DongJian

(SuzWSupplyCompany,Suzhou215002,China)

Abstract:Theandtheturbidityofwaterareverycorrelatedtothealum(Aluminum

sulfate)dosageinwatertreatment.Inordertoanalyzetheeffectofthedifferentalumdosageon

thepHandtheturbidityofthealgaeΟladenwater,pHandtheturbidityhavebeenmonitoredduringthewatertreatment.Theresultshowsthat:①pHincreasesprominently,buttheturbiditythatthepHofwateroutletisrisewiththealumdosagereduced;itchangestoalkaliwaterfrom

increasesslowlywiththereductionofalumdosageinthewatertreatment;②Ithasanactivesenseacidwater.Althoughtheoutputturbidityrises,itisstillfarlessthan1NTU.

　　在水源暴发藻类时,原水的浊度主要由藻类浊质造成,含藻量愈大,浊度随之也愈大[1]。一般来说,对于浊度的去除,混凝剂的最佳剂量区Zeta电位在-14～14mV,而藻类的脱稳必须比无机带电颗粒获得更完全的电荷中和才能完成,其去除的最

法,选取某水厂进行生产性试验,希望借此试验充分了解净水工艺过程中,pH的变化规律及降低硫酸铝投加量对水体pH及浊度的影响,以积累针对类似问题的生产运行经验。1　试验水厂净水工艺介绍

试验水厂净水工艺流程如图1所示

。

佳Zeta电位应该在-8mV以下。此时,给水厂一

般会采取增大混凝剂的投加量来强化混凝,平均每增加1mg/L的混凝剂投加量,可以降低水体的负电荷1mV左右,从而提高混凝沉淀的除藻效率[2]。但对于使用液体硫酸铝作为混凝剂的给水厂,各净

图1　试验水厂净水工艺流程

水工艺设施水的pH与液体硫酸铝的投加量有很大

相关性。硫酸铝投加量的过度增加,可能会使得pH急剧下降,从而造成出厂水pH偏低,我水司在处理高藻水过程中就曾遇到该问题。为寻找解决方

水厂设计供水能力为30万m3/d,目前供水20万m3/d左右。经实测,待处理水从取水头部至配水井的时间为8h,从配水井至混合井仅需2min,而在平流沉淀池、滤池、

清水库等工艺设施内的停留

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.o

着硫酸铝投加量的下降,净水工艺沿程水的pH显著提高,而浊度缓慢上升;硫酸铝投加量的下降对

出厂水pH的提高有积极意义,出厂水由酸性变为弱碱性,浊度虽有所上升,但仍远小于1NTU。

关键词　硫酸铝　净水过程　pH　浊度

r

g

　　摘要　净水工艺设施中水的pH、浊度与液体硫酸铝的投加量有很大相关性。在高藻水期间,通过生产性试验,深入了解降低硫酸铝投加量对净水工艺沿程水的pH及浊度的影响。结果表明:随

时间分别为3h、1h和4h。沿程加入的药剂包括:头部投加高锰酸钾(1mg/L左右),前加氯(3mg/L),硫酸铝,后加氯(3mg/L)等。2　材料与方法

水温下降,几乎没有光照且由于经过高锰酸钾溶液氧化杀藻,藻类死亡分解,放出CO2,HCO3-平衡向左移动,OH-浓度降低,因此,到达水厂配水井时,

pH有所下降。

(2)从配水井到混合井,水的pH下降幅度较大,下降率达到20%左右。这是前加氯与投加液体硫酸铝共同作用的结果。试验期间前加氯的投加量在3mg/L左右,氯在溶于水和氧化有机物之后生成HCl、HClO等[5],导致水的pH有所下降,但不是主要影响因素;投加硫酸铝后,因硫酸铝发生水解使水中的H+浓度增加,pH急剧降低[6],,,沉淀池进水处pH降pH。随,pH变化不大。

(3)经过过滤后,水的pH有所回升。这可能

试验于2007年8月中旬进行,取水头部原水平均水质情况见表1。该试验利用水厂的工艺,在其他药剂投加量保持不变的情况下,以5mg/L逐步递减硫酸铝的投加量,由50mg/L逐渐降为30mg/L(由于原水中含有藻类,因此硫酸铝的投加量较高),根据停留时间,依次测定各净水工艺设施水的pH及浊度。

pH的测定采用比色法[3],浊度的测定采用哈

表1　原水平均水质情况

水温浊度色度耗氧量氨氮碱度

pH

/℃/NTU/度/mg/L/mg/L/mg/L

30

36.58.535

7.3

5

中ww国w.城ch镇in水ac网itywat

/L

肉眼可见物

藻类臭和

104355.4

腥味

3　试验结果及分析

3.1　不同硫酸铝投加量对pH的影响3.1.1　pH的沿程变化规律

与所用的石英砂为海砂有关,由于海水的浸泡而使

其带有碱性,因此,水经石英砂过滤后,pH升高。而后,虽经加氯,但出厂水的pH仍较平稳,这可能与氯的投加量较小(3mg/L),且其对pH的影响较弱有关。

3.1.2　不同硫酸铝投加量对净水单元pH的影响

从图2可以看出,所有的曲线均呈现相同的变

化规律,即原水从取水头部经水厂净化工艺处理后,

pH基本呈下降趋势。具体分析如下:

(1)原水从取水头部到水厂配水井时,pH有所

下降,这与水体中进行光合作用的藻类等生物的活

从图2可见,随着硫酸铝投加量的下降,无论是混合井的水样还是出厂水的pH均呈现升高趋势。硫酸铝投加量为50mg/L左右时,尽管原水pH较高(为8.6mg/L),但加入硫酸铝后,混合井出口水

动有关。藻类在生长过程中进行光合作用,吸收CO2,放出O2,致使水体中HCO3-平衡(HCO3-ΩCO2+OH-)被打破,CO2的消耗,使得HCO3-被消

耗,平衡向右移动,OH-离子浓度急剧增多,使得

pH大幅度提高[4]。而当原水被抽进取水管道后,

样的pH急剧下降到6.5mg/L,下降率达到24.4%;而硫酸铝投加量为45mg/L时,pH下降了21.7%;硫酸铝投加量为40mg/L时,下降率为20.5%;硫酸铝投加量为30mg/L时,下降率仅达到18.1%。这说明

,硫酸铝投加量对pH的下降起

着举足轻重的作用,在实际生产中应加以重视。混合井出口水样pH的提高,能为后续处理单元水样pH的提高创造有利条件,而实际上,随着硫酸铝投加量的降低,滤后水的pH从6.

7(硫酸铝投加量50mg/L)提高到7.1(硫酸铝投加量30mg/L),出厂水的pH也从6.8(硫酸铝投加量50mg/L)提高到7.2(硫酸铝投加量30mg/L)。

3.2　不同硫酸铝投加量对工艺流程中浊度的影响

图2　pH沿程变化曲线

从表2可以看出,随着硫酸铝投加量的下降,沉

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希便携式浊度仪。

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rg

后水浊度的去除率也随之下降,从93.81%(投加量50mg/L)下降为88.57%(投加量30mg/L),但滤后水浊度仍较稳定,在0.2～0.3NTU;而出厂水的浊度则由0.06NTU(投加量50mg/L)上升到0.121NTU(投加量30mg/L),上升了50.41%(由于滤后水经过清水库4个小时的再沉淀,因此出厂水的浊度低于滤后水浊度),总的去除率也由99.71%(投加量50mg/L)下降为99.13%(投加量30mg/L),下降了0.58%。这说明,虽然硫酸铝投加量的降低使沉淀池出水浊度由1.3NTU(投加量50mg/L)上升到1.6NTU(投加量30mg/L),上升了23.08%,但若能充分发挥滤池的截污能力,经滤池过滤后,仍能保持较好的滤后水浊度,出厂水浊度也仍在可控范围内。事实上,若滤池的截污率为80%～90%,要维持滤后水浊度

表2　硫酸铝配水井沉后水出厂水总去除

截污率

/mg/L/NTU/NTU/NTU/NTU率/%

/%

/%

5045403530

211211

1.31.21.31.61.6

93.8190.0088.18

0.20.20.20.3

84.6283.3384.62

0.060.080.09

99.7199.3399.18

表3　出厂水浊度及pH的变化

硫酸铝投加量/mg/L

5045403530

pH[**************]

浊度/NTU

[***********]1121

>配水井出水>沉淀池进水≈沉淀池出水

中ww国w.城ch镇in水ac网itywat

13.514

88.15

81.25

0.11799.13

88.57

0.3

81.25

0.12199.13

,。因此,在

,给水厂应在兼顾两者,确定合适的硫酸铝投加量。若给水厂的出厂水浊度较低,符合国家标准所要求的1NTU,

而pH偏低时,可采取减少硫酸铝的投加量,适当提高沉淀池出水浊度和pH的措施,该措施不失为一个可行而有效的提高出厂水

pH的方法。

(3)在高藻水期间,随着硫酸铝投加量的下降,出厂水pH由弱酸性变为弱碱性,这有利于减少输水过

程对管网的腐蚀,同时弱碱性水更有益于人体健康。

参考文献

3.3　不同硫酸铝投加量对出厂水浊度及pH的相

1　王宝林,钟惠芳.藻类对城市给水处理的影响及可能采取的对策.

关影响

从表3可以看出,硫酸铝投加量的下降对出厂水pH的重要性大于对浊度的影响。随着硫酸铝投

天津建设技术,1998,(1):37～40

2　中国城镇供水协会.城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标.北京:中国建筑工业出版社,2005.364,183

加量的下降,出厂水的浊度上升,尽管如此,硫酸铝

投加量降为30mg/L时,出厂水的浊度仍能达到0.121NTU,符合国家标准所要求的1NTU,但是,它的pH却从6.8上升为7.2,水由弱酸性变为偏碱性,利于减少输水过程中,pH与水中其他物质(气体、胶质、带电或不带电物质等)联合作用侵蚀管网

3　GB/T5750—2006生活饮用水标准检验方法

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响.农业环境科学学报,2005,24(2):294～298

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6　孟韩.最新城市供水水质标准实施指南与城镇供水水质净化处理

及检测控制新技术新工艺实务全书.长春:吉林科学技术出版社,

2005.657,901

7　杨祖六.什么样的水是健康的好水.养生大世界,2007,(4):6～7

内壁[6];同时,许多专家提出,有益人体健康的理想饮用水必须满足水的pH呈弱碱性(7～8)[7],因为弱碱性水能迅速中和体内各种酸性代谢物,防止酸性化,清除多种疾病隐患。因此,提高出厂水的pH是必要的。为此,当水厂需增加硫酸铝的投加量时,应在兼顾两者的情况下,确定合适的投加量。