CN107235543B - 一种低温浊水的混凝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温浊水的混凝方法，本发明的目的是解决现有的混凝方法在处理低温水时混凝效率低、净化效果差的技术问题。本发明的技术方案是：1)配制质量浓度为0.05‑0.5％的PAM溶液；配制浓度均为0.1～1.0mol/L的硫酸亚铁溶液和硅酸钠溶液，取上述硫酸亚铁溶液加入到硅酸钠溶液中，搅拌熟化得亚铁活化硅酸；配制铁离子浓度为0.1～1mol/L的聚合硫酸铁溶液；2)向待处理的低温浊水中加入PAM溶液，在30s～60s之间加入步骤2)配制好的亚铁活化硅酸，30s之后加入步骤3)配制的聚合硫酸铁溶液，继续快速搅拌1min，然后慢速搅拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，完成低温浊水的混凝处理。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种低温浊水的混凝方法。
背景技术
混凝是目前大多数自来水厂和污水处理厂去除污染、提升水质的重要方法，混凝效果对下游工艺如沉淀、过滤、消毒、膜处理甚至生物处理等影响深远。温度对混凝过程影响很大，常温(15-30℃)条件下混凝效率一般较高，但温度降低时混凝效率会下降。当温度降低到10℃以下时，混凝效率受到严重的抑制，絮体形成缓慢，结构松散，不易沉降分离，同时有机物去除率也被削弱。因而低温导致混凝效果差，影响下游工艺，出水水质恶化。更重要的是，近年来研究发现，低温环境下有机物尤其是含氮有机物自净能力减弱，溶解性含氮有机物(DON)混凝去除率降低，导致自来水中微污染物增多，尤其是含氮消毒副产物等毒性很强的新型消毒副产物，严重威胁水质安全。
低温混凝涉及面广，影响深远，是水媒疾病和消毒副产物之后，最重要的水处理问题。低温混凝机理的研究由来已久，研究人员和相关工作人员对混凝剂、混凝方法、原水条件等方面做了大量的工作，但低温混凝的问题仍未能得到很好地解决，其引发的水质安全问题仍不容忽视。
发明内容
本发明的目的是解决现有的混凝方法在处理低温浊水时混凝效率低、净化效果差的技术问题，提供一种低温浊水的混凝方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低温浊水的混凝方法，包括以下步骤：
1)配制质量浓度为0.05-0.5％的PAM溶液，所述PAM的分子量为300万以上；
2)配制0.1～1.0mol/L的硫酸亚铁溶液和0.1～1mol/L的硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液用浓硫酸调pH至6.0-6.8，取上述硫酸亚铁溶液加入到上述硅酸钠溶液中，使混合溶液中铁与硅的摩尔比为1:100～1:300，搅拌熟化1～2h后，即得到亚铁活化硅酸；
3)配制铁离子浓度为0.1～1mol/L的聚合硫酸铁溶液；
4)向待处理的低温污水中加入步骤1)配制好的PAM溶液，使水中PAM浓度达到0.05～3mg/L，同时进行快速搅拌并计时，在30s～60s之间加入步骤2)配制好的亚铁活化硅酸，使水中硅的浓度达到0.5～80mg/L，加入亚铁活化硅酸30s之后，加入步骤3)配制的聚合硫酸铁溶液，使水中铁离子浓度达到0.5～30mg/L，继续快速搅拌1min，然后慢速搅拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成低温污水的混凝处理。
进一步地，所述低温污水的温度为0～10摄氏度。
进一步地，步骤3)中所述聚合硫酸铁溶液的碱化度B＝0.5～1.5。
进一步地，步骤4)中快速搅拌的搅拌速度梯度G为140～250s-1，慢速搅拌的搅拌速度梯度G为40～100s-1。
本发明的有益效果是：
1)本发明采用三种混凝剂，对低温(10℃以下)污水、原水混凝效果好，对浊度、CODCr、氨氮、总磷去除率较常规混凝剂和混凝过程均有大幅度提高；
2)本发明采用亚铁离子活化硅酸，使硅酸活化效能增强，稳定性增强；
3)本发明的混凝过程中形成的絮体颗粒尺寸大，密实，形成速率快，沉淀效果好，能够在后续沉淀池中迅速沉淀；通常情况下，沉淀时间仅为2～3min；与常规混凝剂及混凝法相比沉淀时间大幅度缩短，有利于减小沉淀池容积，降低混凝沉淀设施建设投资；
4)本发明的混凝剂投量低，节约药剂，同时底泥产量低；
5)本发明的混凝过程对水的碱度、pH值等影响小；
6)本发明适用于多种污废水、地表水的处理，适用性强，应用范围广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本实施例中的一种低温浊水的混凝方法，包括以下步骤：
1)配制质量浓度为0.05-0.5％的PAM(阴离子聚丙烯酰胺)溶液，所述PAM的分子量为300万以上；
2)配制0.1～1.0mol/L的硫酸亚铁溶液和0.1～1mol/L的硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液用浓硫酸调pH至6.0-6.8，取上述硫酸亚铁溶液加入到上述硅酸钠溶液中，使混合溶液中铁与硅的摩尔比为1:100～1:300，搅拌熟化1～2h后，即得到亚铁活化硅酸；
3)配制铁离子浓度为0.1～1mol/L的聚合硫酸铁溶液，所述聚合硫酸铁溶液的碱化度B＝0.5～1.5；
4)向待处理的低温污水中加入步骤1)配制好的PAM溶液，使水中PAM浓度达到0.05～3mg/L，同时以G140～250s-1的搅拌速度梯度进行快速搅拌并计时，在30s～60s之间加入步骤2)配制好的亚铁活化硅酸，使水中硅的浓度达到0.5～80mg/L，加入亚铁活化硅酸30s之后，加入步骤3)配制的聚合硫酸铁溶液，使水中铁离子浓度达到0.5～30mg/L，继续快速搅拌1min，然后以G40～100s-1的搅拌速度梯度进行慢速搅拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成低温污水的混凝处理。
所述低温污水的温度为0～10摄氏度。
实施例1
本实施例中的一种低温浊水的混凝方法，包括以下步骤：
1)配制质量浓度为0.05％的PAM溶液，所述PAM的分子量为300万以上；
2)配制0.1mol/L的硫酸亚铁溶液和0.5mol/L的硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液用浓硫酸调pH至6.0，取上述硫酸亚铁溶液加入到上述硅酸钠溶液中，使混合溶液中铁与硅的摩尔比为1:100，搅拌熟化1～2h后，即得到亚铁活化硅酸；
3)配制铁离子浓度为0.1mol/L的聚合硫酸铁溶液，所述聚合硫酸铁溶液的碱化度B＝0.5；
4)取当地某湖2～5℃的湖水为待处理原水，向待处理原水加入步骤1)配制好的PAM溶液，使水中PAM浓度达到0.05mg/L，同时以G140s-1的搅拌速度梯度进行快速搅拌并计时，在30s～60s之间加入步骤2)配制好的亚铁活化硅酸，使水中硅的浓度达到0.5mg/L，加入亚铁活化硅酸30s之后，加入步骤3)配制的聚合硫酸铁溶液，使水中铁离子浓度达到0.5mg/L，继续快速搅拌1min，然后以G40s-1的搅拌速度梯度进行慢速搅拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成原水的混凝处理。
同时以市售PAC(聚合氯化铝，碱化度为2左右)做参照混凝剂，将其一次性加入同等条件的待处理原水中，加入量为25mg·L-1，以G40s-1的搅拌速度梯度快速搅拌2min、以G40s-1的搅拌速度梯度慢速搅拌絮凝10min，沉淀15min；
取未处理的原水、按照本发明方法处理后的水以及采用市售PAC处理后的水，对其指标进行对比，结果如表1所示。
表1
由表1可知，本发明与市售PAC常规混凝法相比，沉后水各项指标均好于常规混凝法。尤其表现在浊度控制上，浊度控制是混凝处理最关键的指标。使用本发明的方法，可以有效改善低温对混凝的抑制作用，同时CODCr、总磷去除率高于常规混凝方法。
实施例2
本实施例中的一种低温浊水的混凝方法，包括以下步骤：
1)配制质量浓度为0.25％的PAM溶液，所述PAM的分子量为300万以上；
2)配制0.5mol/L的硫酸亚铁溶液和1mol/L的硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液用浓硫酸调pH至6.5，取上述硫酸亚铁溶液加入到上述硅酸钠溶液中，使混合溶液中铁与硅的摩尔比为1:300，搅拌熟化1～2h后，即得到亚铁活化硅酸；
3)配制铁离子浓度为0.5mol/L的聚合硫酸铁溶液，所述聚合硫酸铁溶液的碱化度B＝1.0；
4)选取某小区生活污水，取样后水样置于1℃冰柜中保存，作为待处理原水，向待处理原水中加入步骤1)配制好的PAM溶液，使水中PAM浓度达到2mg/L，同时以G200s-1的搅拌速度梯度进行快速搅拌并计时，在30s～60s之间加入步骤2)配制好的亚铁活化硅酸，使水中硅的浓度达到40mg/L，加入亚铁活化硅酸30s之后，加入步骤3)配制的聚合硫酸铁溶液，使水中铁离子浓度达到15mg/L，继续快速搅拌1min，然后以G70s-1的搅拌速度梯度进行慢速搅拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成原水的混凝处理。
本实施例处理后的水与原水指标对比结果如表2所示。
表2
由表2可知，使用本发明混凝方法处理后水的浊度、CODCr、总磷、总氮均显著下降。
实施例3
本实施例中的一种低温浊水的混凝方法，包括以下步骤：
1)配制质量浓度为0.5％的PAM溶液，所述PAM的分子量为300万以上；
2)配制1.0mol/L的硫酸亚铁溶液和0.1mol/L的硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液用浓硫酸调pH至6.8，取上述硫酸亚铁溶液加入到上述硅酸钠溶液中，使混合溶液中铁与硅的摩尔比为1:200，搅拌熟化1～2h后，即得到亚铁活化硅酸；
3)配制铁离子浓度为1mol/L的聚合硫酸铁溶液，所述聚合硫酸铁溶液的碱化度B＝1.5；
4)选取晋城某小区生活污水作为待处理的原水，向待处理的原水中加入步骤1)配制好的PAM溶液，使水中PAM浓度达到3mg/L，同时以G250s-1的搅拌速度梯度进行快速搅拌并计时，在30s～60s之间加入步骤2)配制好的亚铁活化硅酸，使水中硅的浓度达到80mg/L，加入亚铁活化硅酸30s之后，加入步骤3)配制的聚合硫酸铁溶液，使水中铁离子浓度达到30mg/L，继续快速搅拌1min，然后以G100s-1的搅拌速度梯度进行慢速搅拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成原水的混凝处理。
本实施例处理后的水与原水指标对比结果如表3所示。
表3
由表3可知，使用本发明混凝方法处理后水的浊度去除率维持在95％以上，氨氮去除率可达到20％左右，总磷去除率维持在90％以上。
Claims (1)
1.一种低温浊水的混凝方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）配制质量浓度为0.05-0.5%的PAM溶液，所述PAM的分子量为300万以上；
2）配制0.1~1.0mol/L的硫酸亚铁溶液和0.1~1mol/L的硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液用浓硫酸调pH至6.0-6.8，取上述硫酸亚铁溶液加入到上述硅酸钠溶液中，使混合溶液中铁与硅的摩尔比为1:100~1:300，搅拌熟化1~2h后，即得到亚铁活化硅酸；
3）配制铁离子浓度为0.1~1mol/L的聚合硫酸铁溶液，所述聚合硫酸铁溶液的碱化度B=0.5~1.5；
4）向待处理的低温浊水中加入步骤1）配制好的PAM溶液，使水中PAM浓度达到0.05~3mg/L，同时进行快速搅拌并计时，在30s~60s之间加入步骤2）配制好的亚铁活化硅酸，使水中硅的浓度达到0.5~80mg/L，加入亚铁活化硅酸30s之后，加入步骤3）配制的聚合硫酸铁溶液，使水中铁离子浓度达到0.5~30mg/L，继续快速搅拌1min，然后慢速搅拌絮凝5~10min，沉淀2~3min，即完成低温浊水的混凝处理；所述快速搅拌的搅拌速度梯度G为140~250s-1，慢速搅拌的搅拌速度梯度G为40~100s-1；
所述低温浊水的温度为2~5摄氏度。
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