巢湖是合肥市飲用水的主要水源之一，經(jīng)監(jiān)測(cè)，1999年飲用水源區(qū)主要污染指標(biāo)超過(guò)地面水Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2000年水質(zhì)污染依然嚴(yán)重，三條入湖河道中有兩條水質(zhì)屬Ⅴ類(lèi)或超過(guò)Ⅴ類(lèi)。國(guó)家城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)合肥監(jiān)測(cè)站2000年4月—2001年3月間對(duì)巢湖水 質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，結(jié)果是一年中有80%的時(shí)間處在超Ⅲ類(lèi)水質(zhì)狀態(tài)，且具有如下特點(diǎn)：
① 藻類(lèi)過(guò)量繁殖。
湖水中有60多種藻類(lèi)并以藍(lán)藻居多，還有銅綠微囊藻、水華微囊藻、水華束絲藻、水華魚(yú)腥藻等，每年6月—10月藻類(lèi)遍布全湖，嚴(yán)重時(shí)湖面水藻厚度可達(dá)15cm，藻類(lèi)腐爛時(shí)腥 臭逼人且嚴(yán)重?cái)乃|(zhì)；
② 有機(jī)物含量高、種類(lèi)復(fù)雜。
水中COD平均達(dá)30mg/L、TOC平均達(dá)10mg/L(均超出Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn))，GC/MS檢測(cè)結(jié)果表明原水中有機(jī)物達(dá)207種，主要為烷烴類(lèi)、酯類(lèi)、雜環(huán)化合物、酮、酚、多環(huán)芳烴和少量苯、醛類(lèi)物質(zhì)；
③ 水質(zhì)波動(dòng)性大。
水質(zhì)變化范圍：濁度為10～70NTU、pH值為7.2～9.3、COD為3～80mg/L、藻類(lèi)含量為(100～6000)×104個(gè)/L。
備42.jpg "水處理設(shè)備")
2 PPC預(yù)處理工藝
2.1 對(duì)有機(jī)污染物的去除
試驗(yàn)比較了PPC預(yù)處理工藝、常規(guī)工藝、預(yù)氯化加粉末活性炭工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Cl2+PAC工藝)的除有機(jī)污染物效能。
①CODMn
PPC與Cl2+PAC工藝的比較試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。
② TOC
PPC預(yù)氧化與預(yù)氯化對(duì)TOC的去除效果見(jiàn)圖2。
③ UV254?
生產(chǎn)運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果表明，投加PPC后的濾后水中UV254有大幅降低(平均降幅為62.99%)。不同藥劑對(duì)水中有機(jī)物的去除效果優(yōu)劣依次為PPC預(yù)氧化、Cl2+PAC、常規(guī)處理。
④ 有機(jī)污染物種類(lèi)
測(cè)定采用EPA252修訂本方法,GC/MS儀為HP5890/5972型。樣品采用C18小柱或XAD-2樹(shù)脂柱富集，用二氯甲烷、乙醚、丙酮洗脫后再用高純氮?dú)忭敶禎饪s至1～2mL，低溫保存。
分析結(jié)果見(jiàn)圖3。
2.2 對(duì)藻類(lèi)的去除
巢湖水質(zhì)屬重富營(yíng)養(yǎng)化至富營(yíng)養(yǎng)化水體,藻含量大(全年平均含藻近2×107個(gè)/L,比較高藻含量可達(dá)4×108個(gè)/L)、種類(lèi)多且藻情變化快。
試驗(yàn)期間巢湖原水藻含量為1000×104個(gè)/L～1×108個(gè)/L,pH值波動(dòng)大,COD平均值為31mg/L,嗅味等級(jí)為2～3級(jí)。
① 不同PPC投量對(duì)藻去除的影響
試驗(yàn)中原水藻含量為1.7×108個(gè)/L、混凝劑堿鋁投量為60mg/L、硫酸亞鐵投量為40mg/L、PPC投量在0～1mg/L范圍內(nèi)的除藻效果見(jiàn)圖4。?
② 不同工藝的除藻效率
Cl2+PAC與PPC工藝的除藻效果比較見(jiàn)表1。
表1 不同工藝的除藻效果比較
|
試驗(yàn)日期 |
原水藻含量(104 個(gè)/L) |
Cl2+PA C工藝 |
PPC預(yù)氧化 |
||
|
藻含量(104個(gè)/L) |
去除率(%) |
藻含量(104個(gè)/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.【水處理技術(shù)】4 |
1082.7 |
78.5 |
|
平均值 |
2902.6 |
1305.3 |
53.04 |
597.1 |
78.66 |
由表1可見(jiàn)，PPC預(yù)氧化可以很好地適應(yīng)原水藻含量的變化，隨著原水藻含量的增加，除藻率始終穩(wěn)定在80%左右。表1還表明，PPC藥劑比Cl2+PAC工藝具有更好的除藻效果，這主要是因?yàn)镻PC藥劑除具有高錳酸鹽及其中間價(jià)態(tài)物質(zhì)對(duì)藻類(lèi)的強(qiáng)氧化作用外，其還原產(chǎn)物二氧化錳對(duì)藻類(lèi)的吸附凝聚作用也可使藻類(lèi)在過(guò)濾工藝中更易去除，從而使除藻率大幅提高。
2.3 嗅味的去除
PPC投量及接觸時(shí)間對(duì)嗅味去除效果的影響見(jiàn)圖5、6。
圖5、6表明，PPC與原水的接觸時(shí)間為5min以上即可取得穩(wěn)定的除臭效果，且PPC投量和除臭率呈正相關(guān)關(guān)系。與常規(guī)工藝相比，PPC預(yù)氧化的除臭效果非常顯著,每投加1mg/L即可提高除臭率25%～50%。
生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，PPC預(yù)氧化比Cl2+PAC工藝除臭率提高了14%,且簡(jiǎn)化了處理工藝、降低了成本。
① 除濁
其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7～9。
進(jìn)行了單獨(dú)投加聚合鋁和投加聚合鋁、少量PPC助凝的對(duì)比試驗(yàn)，原水濁度為80NTU，預(yù)氧化時(shí)間為10min。結(jié)果表明，投加PPC比單獨(dú)投鋁的除濁率(沉后水)可提高50%以上。
圖9比較了PPC預(yù)氧化時(shí)間對(duì)除濁效果的影響，當(dāng)PPC投量為0.75mg/L、預(yù)氧化時(shí)間超過(guò)10min后，氧化劑的強(qiáng)化混凝作用明顯并趨于穩(wěn)定，在30min時(shí)效果比較佳。
上述結(jié)果說(shuō)明PPC預(yù)氧化具有助凝、助濾、除濁作用。
② 除色
生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，PPC預(yù)處理對(duì)濾后水色度的平均去除率為45.8%,而Cl2+PAC工藝對(duì)濾后水色度的平均去除率僅為25%。?
3 經(jīng)濟(jì)分析
常規(guī)工藝處理流程為：
若因水質(zhì)問(wèn)題全年停產(chǎn)時(shí)間按30d計(jì)、供水量缺口按30×104m3/d計(jì)，改用優(yōu)質(zhì)水源需增加水資源費(fèi)0.188元/m3，則相應(yīng)增加凈水成本0.016元/m3。因此，常規(guī)工藝的成本合計(jì)為0.066元/m3。
3.2 PPC工藝PPC工藝處理流程為：
按PPC投量為2g/m3、價(jià)格為7500元/t,HCA投量為0.2g/m3、價(jià)格按12000元/t計(jì), 則預(yù)處理增加成本為0.032元/m3。
其成本合計(jì)為0.063元/m3。
3.3 預(yù)氯化加活性炭工藝
預(yù)氯化加活性炭工藝處理流程為：
按聚合鋁投量為42.47g/m3、成本為0.042元/m3，氯投量為4.5g/m3、液氯價(jià)格為2150元/t,活性炭投量為6g/m3、價(jià)格以2 700元/t計(jì),則增加預(yù)處理成本為0.028元/m3。
其成本合計(jì)為0.070元/m3。
綜上所述，在PPC預(yù)氧化、預(yù)氯化加活性炭、常規(guī)工藝等三種處理方式中，PPC工藝的凈水劑成本比較低。?
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