CN102718293A - 一种水质处理的复合药剂、制备方法及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水质处理的复合药剂，包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量5～10%、硫酸铜5～10%和其它含二氧化硅物质85～90%，通过将含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末后，加入适量的高锰酸钾和硫酸铜混合而成，使用时将复合药剂稀释成悬浊物后与PAFC同时或提前从原水入口处投加。制作和使用简单，成本低，且高锰酸钾和硫酸铜能将水中的有机物氧化，并被二氧化硅载体的吸附住，得以彻底去除，也可杀藻、脱色、除臭，对类似珠海的藻类高、色度大的水质处理效果很好；而且降低了PAFC的用量，避免了净化中铝离子含量超标，其含有的杀菌成分保持时间较长，可减少滤后水的加氯量，以免生成带色的酚、醛类物质。
Description
【技术领域】
本发明属于水质处理技术领域，涉及一种水质处理的复合药剂、制备方法及使用方法。
【背景技术】
近年来，由于城市生活污水、工业废水和农田排水大量流入水体，加上水土流失严重，导致饮用水源污染问题越来越严重，氮、磷含量的增加使藻类大量繁殖，色度明显增大，种类繁多的有机物使饮用水中出现异常的色、嗅味，比如：珠海原水水质常出现藻类高、色度大、有臭味的现象，影响人们的视觉、味觉和嗅觉，并可能对人体产生急、慢性，直接或间接的致病作用。
目前，各地的水厂均采用传统的混凝、沉淀、过滤和消毒工艺进行处理，虽然能有效地除浊度和杀菌，但不能去除水中溶解状态下存在的微量有机污染物，除藻、除色、除臭效果不明显，致使一些有害物质，特别是致畸、致癌、致突变微量有机物残留在饮用水中。为此，水厂一般还会采用以下方法进行处理：
1、增加混凝剂(液体聚合氯化铝铁) 的投量，用增加混凝剂投量(达30kg／km3水以上)的方式来改变处理效果，不仅使处理成本升高，效果也并不理想，而且使水中金属离子浓度增加，尤其是铝盐的大量投入，使铝离子含量超标，不利于人们的身体健康。
2、采用预氯化，可以去除一定的有机物、杀藻和助凝，但是会产生大量的卤代烃，这些物质在混凝、沉淀及过滤处理中也不能得到有效的去除；同时，部分有机物被加氯氧化后，生成酚、醛类物质，使水体色度升高。
3、采用臭氧、活性炭吸附等深度处理，效果甚好，但由于其设备和运行费用昂贵，在很多地方难以推广。
【发明内容】
本发明为解决的上述技术问题：提供了一种能够对水质进行有效杀菌、杀藻、脱色、除臭、破坏有机物质、除铁、除锰，投加方便、易于运行管理、使用安全可靠、无公害的，同时有效降低水质处理成本水质处理的复合药剂、制备方法及使用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种水质处理的复合药剂，包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量5～10%、硫酸铜5～10%和其它含二氧化硅物质85～90%。
一种上述复合药剂的制备方法，首先将含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末，然后加入适量的高锰酸钾和硫酸铜混合。
进一步地，所述含炭物质为山煤或木屑。
一种上述复合药剂的使用方法，首先将上述复合药剂稀释成悬浊物，然后将该悬浊物与聚合氧化铝铁混凝剂同时或提前从原水入口处投加，进行杀菌、除藻、吸附混凝沉淀处理。
进一步地，所述复合药剂的投加量为15kg/km3～30kg/km3。
进一步地，所述聚合氧化铝铁混凝剂的投加量为9kg/km3。
进一步地，所述复合药剂应提前2min投加后，再投加聚合氧化铝铁混凝剂
本发明的有益效果是：
本发明通过上述技术方案，本复合药剂制作和使用简单，成本低，且其含有的高锰酸钾和硫酸铜通过氧化作用将水中的有机物氧化，氧化后的产物被具有发达的孔隙及巨大的表面积吸附能力的二氧化硅载体的吸附住，得以彻底去除，同时也可杀藻、脱色、除臭，对类似珠海的藻类高、色度大的水质处理效果特别明显；而且大大降低了PAFC的用量，从而避免了净化中铝离子含量超标的可能，同时其含有的杀菌成分能够保持时间较长，所以滤后水加氯（消毒）量可适当减少，以免剩余的微量有机物被氧化后生成带色的酚、醛类物质。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种水质处理的复合药剂，包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量5～10%、硫酸铜5～10%和其它含二氧化硅物质85～90%。本水质处理的复合药剂使用时，首先将将其上述复合药剂稀释成悬浊物，然后将该悬浊物与聚合氧化铝铁混凝剂（PAFC，如珠海市碧泉水业科技有限责任公司生产的聚合氧化铝铁混凝剂）同时或提前从原水入口处投加，其含有的高锰酸钾和硫酸铜通过氧化作用将水中的有机物氧化，氧化后的产物被具有发达的孔隙及巨大的表面积吸附能力的二氧化硅载体的吸附住，得以彻底去除，同时也可杀藻、脱色、除臭，对类似珠海的藻类高、色度大的水质处理效果特别明显；而且大大降低了PAFC的用量，从而避免了净化中铝离子含量超标的可能，同时其含有的杀菌成分能够保持时间较长，所以滤后水加氯（消毒）量可适当减少，以免剩余的微量有机物被氧化后生成带色的酚、醛类物质。
另外，本发明所述的水质处理的复合药剂的制备方法，首先将山煤或木屑等含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末，然后加入适量的高锰酸钾和硫酸铜混合而成。本复合药剂制备过程非常简单，成本低，其与粉末活性炭在处理同一原水时，投加原水中的投加量范围分别是15kg/km3～30kg/km3和10kg/km3～15kg/km3，价格之比为1：6至1：7，有效降低净化水的生产成本，而且本复合药剂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，活性炭也不会改变水中的PH值。
实施例一：
本发明所述的水质处理的复合药剂，包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量5%、硫酸铜10%和其它含二氧化硅物质85%。按照上述成分及重量百分比通过，将含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末后，加入高锰酸钾和硫酸铜混合，最终制成复合药剂。
实施例二：
本发明所述的水质处理的复合药剂，包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量7.5%、硫酸铜7.5%和其它含二氧化硅物质85%。按照上述成分及重量百分比通过，将含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末后，加入高锰酸钾和硫酸铜混合，最终制成复合药剂。
实施例三：
本发明所述的水质处理的复合药剂，包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量10%、硫酸铜5%和其它含二氧化硅物质85%。按照上述成分及重量百分比通过，将含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末后，加入高锰酸钾和硫酸铜混合，最终制成复合药剂。
以下是针对本发明所述的一种水质处理的复合药剂的投放时间和投放量，以及与之配合使用的聚合氧化铝铁混凝剂的投放量的试验情况进行说明。
试验原水样品：原水中浊度为16.2NTU，PH值为6.5(加石灰调节至7.4)，色度为33度，藻类为500万个／L,铁为1．6 mg／L，锰为0．41 mg／L，滤后PH值不变。
试验I：投加时间的确定
①、将原水(与后而的生产性试验取自同一水源)骨于1000ml烧杯中，
分别于不同的时间加入等量的新型复合药剂用石灰调节PH值为7.2～7.6；
②、加入液体聚合氯化铝铁(PAFC)9mg／L左右；
③、快速搅拌2min(270 r／min)，模拟快速混合阶段：
④、慢速搅拌5min(65 r／min)，模拟网格隔板絮凝池和沉淀池前部水力状况；
⑤、静贯沉淀lOmin；
⑥、上清液经60cm厚石英砂滤柱过滤，滤速统一控制在3 m／h左右为保证过滤条件的统一，每次过滤前将滤柱反冲洗干净：
⑦、分析滤后水质，项目为：藻类、色度、PH，、浊度、Fe、Mn等，与原水对照后计算各物质的去除率(见表一)。
表一
| 试验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 复合药剂投加量（mg/L） | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 复合药剂相对于PAFC的投放时间（min） | -20 | -15 | -10 | -5 | -2 | 0 | 2 | 5 |
| PAFC投回量（mg/L） | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 |
| 滤后浊度 | 1.95 | 1.94 | 1.77 | 1.54 | 0.94 | 0.73 | 2.32 | 3.56 |
| 滤后色度（度） | 12 | 11 | 10 | 7 | 〈5 | 〈5 | 14 | 17 |
| 滤后藻类（万个/L） | 96．0 | 83．4 | 78．8 | 43．8 | 27．8 | 17．3 | 112．4 | 158．5 |
| 滤后铁（mg/L） | 0．11 | 0．09 | 0．09 | 0．08 | 0．04 | 0．04 | 0．14 | 0．17 |
| 滤后锰（mg/L） | 0．14 | 0．14 | 0．13 | 0．012 | 0．10 | 0．04 | 0．08 | 0．23 |
| 色度去除率（%） | 63．6 | 66．7 | 69．7 | 78．7 | >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 |
| 铁去除率（%） | 93．1 | 94．4 | 94．4 | 95．0 | 97．5 | 97．5 | 91．2 | 89．4 |
| 锰去除率（%） | 65．9 | 65．9 | 68．3 | 70．7 | 90．2 | 90．2 | 80．5 | 43．9 |
注：复合药剂相对于PAFC的投放时间栏目中的数字前面带“-”表示在PAFC的投加前提前投加，“0”表示与PAFC同时投加，数字前面没带“-”表示在PAFC的投加后再投加（后述表格中所示时间均与之相同）。
从表一可见，当本发明所述的水质处理的复合药剂与PAFC同时投加或提前2min投加时净水效果最佳。
试验II：新型复合药剂投加量的确定
将原水置于1000ml烧杯中，分别加入不同量的新型复合药剂，同时分别投加9mg/L的PAFC；之后的操作步骤与试验I的③～⑦相同，各物质的去除率(见表二)。
表二
| 试验编号 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 复合药剂投加量（mg/L） | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| PAFC投回量（mg/L） | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 |
| 滤后浊度 | 0．72 | 0．93 | 0．76 | 0．73 | 0．68 | 0．75 | 1．47 | 1．69 |
| 滤后色度（度） | 22 | 19 | 7 | 〈5 | 〈5 | 〈5 | 8 | 11 |
| 滤后藻类（万个/L） | 167．1 | 88．4 | 33．6 | 17．3 | 20．2 | 19．4 | 16．7 | 17．4 |
| 滤后铁（mg/L） | 0．07 | 0．05 | 0．04 | 0．04 | 0．03 | 0．02 | 0．02 | 0．03 |
| 滤后锰（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 |
| 铁去除率（%） | 95．6 | 96．9 | 97．5 | 97．5 | 98．1 | 98．8 | 98．8 | 98．1 |
| 锰去除率（%） | 24．4 | 51．2 | 75．6 | 90．2 | 97．6 | 97．6 | 80．5 | 70．7 |
从表二可见，当本发明所述的复合药剂投加量15mg/L～35mg/L之间时，色度、藻类、铁、锰去除率达到最大，所以基本确定本发明所述的水质处理的复合药剂的最佳投加量为15mg/L～30mg/L，即15kg/km3～30kg/km3。
试验III：PAFC投加量的确定
原水置于1000ml烧杯中，分别加入不同量的新型复合药剂，同时分别加入不同量的PAFC；之后的操作步骤与试验I的③～⑦相同，各物质的去除率(见表三)。
表三
| 试验编号 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 复合药剂投加量（mg/L） | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| PAFC投回量（mg/L） | 4．5 | 6．0 | 7．5 | 9．0 | 10．5 | 12．0 | 13．5 | 15．0 |
| 滤后浊度 | 2．00 | 1．54 | 0．94 | 0．73 | 0．69 | 0．67 | 0．66 | 0．58 |
| 滤后色度（度） | 27 | 14 | 7 | 〈5 | 〈5 | 〈5 | 〈5 | 〈5 |
| 滤后藻类（万个/L） | 183．4 | 1009 | 34．6 | 17．3 | 17．1 | 16．8 | 16．1 | 16．1 |
| 滤后铁（mg/L） | 0．21 | 0．13 | 0．06 | 0．03 | 0．01 | 〈 0．01 | 〈 0．01 | 〈 0．01 |
| 滤后锰（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 |
| 铁去除率（%） | 86．9 | 91．9 | 96．2 | 97．5 | 98．1 | 99．4 | >99.4 | >99.4 |
| 锰去除率（%） | 56.1 | 65.9 | 78.0 | 90.2 | 97.6 | 97.6 | 92.7 | 92.7 |
从表三可见，PAFC的最佳投加量在9mg/L，即9kg/km3，加大投加量只能造成浪费，也可能造成出水铝离子含量超标。
三个试验的综合总结为：
1、本发明所述的复合药剂应与PAFC同时投加或少许提前2min；
2、本发明所述的复合药剂的最佳投加量为15kg/km3～30kg/km3；
3、PAFC的最佳投加量在9kg/km3。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种水质处理的复合药剂，其特征在于，该药剂包含的成分及重量百分比为：高锰酸钾含量5～10%、硫酸铜5～10%和其它含二氧化硅物质85～90%。
2.一种上述复合药剂的制备方法，其特征在于，首先将含炭物质依次经过煅烧、炭化、球磨制成黑色粉末，然后加入适量的高锰酸钾和硫酸铜混合。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含炭物质为山煤或木屑。
4.一种上述复合药剂的使用方法，其特征在于，首先将上述复合药剂稀释成悬浊物，然后将该悬浊物与聚合氧化铝铁混凝剂同时或提前从原水入口处投加，进行杀菌、除藻、吸附混凝沉淀处理。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述复合药剂的投加量为15kg/km3～30kg/km3。
6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述聚合氧化铝铁混凝剂的投加量为9kg/km3。
7.根据权利要求4至6中任何一项所述的使用方法，其特征在于，所述复合药剂应提前2min投加后，再投加聚合氧化铝铁混凝剂。
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