倪仲甫，曾锦明，冯兆敏，胡克武
(珠海市供水总公司，广东珠海519020) 摘 要：通过生产性试验考察了新型高效脱色除臭剂对微污染原水的处理效果。试验表明，其在助凝、除藻、除色、降低有机物含量、减少混凝剂用量等方面都取得了令人满意的结果，且具有投加方便、易于运行管理、价格便宜、安全可靠等特点，性能优于粉末活性炭。
关键词：饮用水；新型高效脱色除臭剂；助凝
中图分类号：TU991.22
文献标识码：C
文章编号： 1000-4602(2001)02-0068-03 珠海市供水总公司采用一种新型高效脱色除臭剂处理低浊、高藻、高有机物含量和高色度的微污染原水。这种药剂是由煤、木屑等含炭物质经锻烧、碳化、球磨后，加入氧化剂和杀菌剂制成的灰黑色粉末，其性能与粉末活性炭相似，具有发达的孔隙结构及巨大的表面吸附能 力。 1 试验过程及方法 1.1 模拟试验
原水浊度为16.2NTU，pH值为6.5(加石灰调节至7.4)，色度为33倍，含藻量为500×104个/L，含铁为1.6mg/L，含锰为0.41 mg/L，滤后水的pH值不变。
1.1.1 投加时间的确定(试验1)
①将原水(与后面的生产性试验取自同一水源)置于1000mL烧杯中，分别于不同的时间加入20mg/L的新型高效脱色除臭剂，用石灰调节pH值至7.2～7.6；
②加入液体聚合氯化铝铁(PAFC)9mg/L；
③快速搅拌2min(270r/min)，模拟快速混合阶段；
④慢速搅拌5min(65r/min)，模拟网格絮凝池和沉淀池前部水力条件；
⑤静置沉淀10min；
⑥上清液经60cm厚石英砂滤柱过滤，滤速控制在3m/h左右，为保证过滤条件的一致，每次过滤前将滤柱反冲洗干净。
⑦分析计算滤后水中各物质的去除率，结果见表1。 表1 滤后水的水质及其去除率| 编 号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | | 脱色除臭剂的相对投加时间(min) | -20 | -15 | -10 | -5 | -2 | 0 | 2 | 5 | | 浊度(NTU) | 1.95 | 1.94 | 1.77 | 1.54 | 0.94 | 0.73 | 2.32 | 3.56 | | 色度(倍) | 12 | 11 | 10 | 7 | ＜5 | ＜5 | 14 | 17 | | 含藻量(104个/L) | 96.0 | 83.4 | 78.8 | 43.8 | 27.8 | 17.3 | 112.4 | 158.5 | | Fe(mg/L) | 0.11 | 0.09 | 0.09 | 0.08 | 0.04 | 0.04 | 0.14 | 0.17 | | Mn(mg/L) | 0.14 | 0.14 | 0.13 | 0.12 | 0.10 | 0.04 | 0.08 | 0.23 | | 色度去除率(%) | 63.6 | 66.7 | 69.7 | 78.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | 57.6 | 48.5 | | 藻类去除率(%) | 80.8 | 83.3 | 84.2 | 91.2 | 94.4 | 96.5 | 77.5 | 68.3 | | Fe去除率(%) | 93.1 | 94.4 | 94.4 | 95.0 | 97.5 | 97.5 | 91.2 | 89.4 | | Mn去除率(%) | 65.9 | 65.9 | 68.3 | 70.7 | 90.2 | 90.2 | 80.5 | 43.9 | | 注“-”表示在PAFC投加前，“0”表示与PAFC同时投加。 | 从表1可见，当新型高效脱色除臭剂与PAFC同时投加或提前2min投加时，净水效果最佳。 1.1.2 投加量的确定
①将原水置于1000mL烧杯中，分别加入不同量的新型高效脱色除臭剂，同时分别投加9mg/L的PAFC；
②以下步骤与试验1相同，结果见表2。
从表2可见，新型高效脱色除臭剂的投加量在15～30mg/L之间时，对色度、藻类、铁、锰的去除率均较好。 表2 滤后水中各种指标的情况| 编号 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | | 脱色除臭剂投加量(mg/L) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | | 浊度(NTU) | 0.72 | 0.93 | 0.76 | 0.73 | 0.68 | 0.7 5 | 1.47 | 1.69 | | 色度(倍) | 22 | 19 | 7 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | 8 | 11 | | 含藻量(104个/L) | 167.1 | 88.4 | 33.6 | 17.3 | 20.2 | 19.4 | 16.7 | 17.4 | | Fe(mg/L) | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | | Mn(mg/L) | 0.31 | 0.20 | 0.10 | 0.04 | 0.01 | 0.01 | 0.08 | 0.12 | | 色度去除率(%) | 33.3 | 42.4 | 78.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | 75.8 | 66.7 | | 藻类去除率(%) | 66.6 | 82.3 | 93.3 | 96.5 | 96.0 | 96.1 | 96.7 | 96.5 | | Fe去除率(%) | 95.6 | 96.9 | 97.5 | 97.5 | 98.1 | 98.8 | 98.8 | 98.1 | | Mn去除率(%) | 24.4 | 51.2 | 75.6 | 90.2 | 97.6 | 97.6 | 80.5 | 70.7 | 1.1.3 PAFC投加量的确定
①将原水置于1 000mL烧杯中，均加入20mg/L的新型高效脱色除臭剂，同时分别加入不同量的PAFC；
②以下步骤与试验1相同，结果见表3。 表3 滤后水中各种指标的情况| 编号 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | | PAFC投加量(mg/L) | 4.5 | 6.0 | 7.5 | 9.0 | 10.5 | 12.0 | 13.5 | 15.0 | | 浊度(NTU) | 2.00 | 1.54 | 0.94 | 0.73 | 0.69 | 0.67 | 0.66 | 0.58 | | 色度(倍) | 27 | 14 | 7 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | ＜5 | | 含藻量(104个/L) | 183.4 | 100.8 | 34.6 | 17.3 | 17.1 | 16.8 | 16.1 | 16.1 | | Fe(mg/L) | 0.21 | 0.13 | 0.06 | 0.04 | 0.03 | 0.01 | ＜0.01 | ＜0.01 | | Mn(mg/L) | 0.18 | 0.14 | 0.09 | 0.04 | 0.01 | 0.01 | 0.03 | 0.03 | | 色度去除率(%) | 18.2 | 57.6 | 78.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | ＞84.8 | | 藻类去除率(%) | 63.3 | 79.8 | 93.1 | 96.5 | 96.6 | 96.6 | 96.8 | 96.8 | | Fe去除率(%) | 86.9 | 91.9 | 96.2 | 97.5 | 98.1 | 99.4 | ＞99.4 | ＞99.4 | | Mn去除率(%) | 56.1 | 65.9 | 78.0 | 90.2 | 97.6 | 97.6 | 92.7 | 92.7 | 从表3可见，PAFC的最佳投加量在9mg/L左右，加大投加量既造成浪费，也会造成出水中铝离子含量超标。
1.2 生产性试验
根据模拟试验的结果，在珠海市唐家水厂进行了生产性试验。唐家水厂于1997年1月投产，设计供水量为12×104m3/d，其工艺流程如图1所示。 
唐家水厂的原水取自凤凰山水库，入夏后由于持续高温、干旱，库中藻类大量繁殖［表层水含藻量为6000×104个/L，取水口的含藻量为(200～800)×104个/L］，铁、 锰的含量超标，有机物量增高，水的色度明显增大。若在常规工艺中加大投矾量(PAFC的投 加量达30mg/L以上)，其有机物量、含藻量、色度等指标仍无法根本改善，从而影响生产和供水水质。
试验时间选择在2000年6月—7月，正是藻类繁殖的高峰期，有机物、铁、锰含量高，色度大，但浊度、pH值、水温等相对稳定，便于进行对比(见表4)。 表4 试验前后的水质对比情况| 水样 | 原生产流程的水质情况 | 投加新型高效脱色除臭剂的水质情况 | | 平均值 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 最大值 | 最小值 | | 原水 | 色度(倍) | 29 | 33 | 20 | 39.2 | 42.5 | 38 | | 含藻量(104个/L) | 494.2 | 631.1 | 286.7 | 509.4 | 797.1 | 458.1 | | 浊度(NTU) | 4.59 | 11.0 | 4.00 | 4.66 | 8.76 | 2.40 | | pH值 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 6.51 | 6.8 | 6.5 | | Fe(mg/L) | 1.61 | 1.90 | 1.10 | 1.65 | 2.91 | 0.94 | | Mn(mg/L) | 0.44 | 0.50 | 0.31 | 0.40 | 0.51 | 0.32 | | 出水 | 色度(倍) | 19 | 22 | 16 | ＜5.1 | 5 | ＜5 | | 含藻量(104个L) | 261.8 | 284.3 | 192.1 | 8.05 | 21.1 | 0. 96 | | 浊度(NTU) | 0.42 | 0.78 | 0.20 | 0.31 | 0.50 | 0.18 | | pH值 | 7.08 | 7.4 | 7.0 | 7.13 | 7.4 | 7.0 | | Fe(mg/L) | 0.12 | 0.14 | 0.03 | ＜0.01 | ＜0.01 | ＜0.01 | | Mn(mg/L) | 0.38 | 0.41 | 0.30 | 0.05 | 0.08 | 0.01 | | 色度去除率(%) | 28.4 | 33.3 | 20.0 | ＞87.5 | 88.2 | ＞86.8 | | 藻类去除率(%) | 47.4 | 55.0 | 33.0 | 99.8 | 99.8 | 99.8 | | Fe去除率(%) | 94.5 | 92.6 | 97.3 | ＞99.4 | ＞99.7 | ＞98.3 | | Mn去除率(%) | 13.3 | 18.0 | 3.2 | 91.4 | 84.3 | 96.9 | | PAFC投加量(mg/L) | 30.6 | 32.0 | 29.8 | 9.4 | 10.8 | 9.0 | | 新型高效脱色除臭剂投加量(mg/L) | | | | 16.7 | 18.8 | 14.6 | | 注PAFC的价格是1100元/t，新型高效脱色除臭剂的价格是1000元/t。 | 从表4可见：
①投加新型高效脱色除臭剂后，其对有机物、藻类、铁和锰等的去除率都比常规工艺提高了许多，出水色度也明显降低。
②大大降低了PAFC的用量，从而避免了出水中铝离子含量超标。
③由于使用了新型高效脱色除臭剂，生产成本明显降低。 2 讨论 ①新型高效脱色除臭剂具有巨大的孔隙和表面积，其吸附能力与粉末活性炭基本相同，能有效地吸附水中溶解性污染物，从而达到脱色、除臭的目的。
②新型高效脱色除臭剂中的强氧化剂能有效地去除多种有机污染物以及水中的臭味和色度，抑制藻类的生长，并能有效地破坏水中某些氯化消毒副产物的前驱物质，且具有显著的助凝作用。
③新型高效脱色除臭剂使低浊度水在混凝过程中增加了形成矾花的载体，其强大的吸附能力使不易沉降的污染物质被吸附而生成大而实的矾花，加快了矾花的沉降速度，从而使出水浊度降低，并减轻了滤池负担。
④新型高效脱色除臭剂与粉末活性炭在处理同一原水时投加量分别是15～30和10～15mg/L，价格比却是1∶6～1∶7，而且新型高效脱色除臭剂的氧化性和杀菌性是粉末活性炭无法比拟的。
⑤新型高效脱色除臭剂与粉末活性炭均不会改变水中的pH值。 3 结论 ①新型高效脱色除臭剂对脱色、除藻、去除有机物质、除铁、除锰有明显的效果，从而提高饮用水水质。
②PAFC用量的减少使生产成本得到降低，同时消除了出厂水中铝离子含量超标的隐患。
③新型高效脱色除臭剂含有杀菌成分，且可保持较长时间，所以滤后水加氯量可适当减少，以免剩余的微量有机物被氧化生成酚、醛类物质。 参考文献：
［1］许国仁，马军.高锰酸钾复合药剂助凝生产性试验［J］.给水排水，1995，21(9)：8-12.
［2］蒋峰，范瑾初.粉末活性炭应用研究［J］.中国给水排水，1995，11(5)：4- 8.
［3］范瑾初.饮用水处理中粉末活性炭应用研究［J］.中国给水排水，1997，1 3(2)：7-9.
［4］陈忠林，田会君，李圭白.高锰酸钾与粉末活性炭联用去除和控制受污染饮 用水源中的致突变物质［J］.中国给水排水，1998，14(4)：1-3.
［5］马军.氯化消毒副产物的形成及对饮用水质的影响［J］.中国给水排水，199 6，12(6)：35-36.
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收稿日期：2000-09-19 | 
