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柠檬酸调节高pH原水的可行性试验

2020-12-28 08:52来源:浣江水务股份有限公司作者:郑  莉,许泽民,陈国红 

导读

2019年7月,清时捷和《净水技术》杂志联合设立了“供排水企业运行及管理成果专栏”。众多行业专家依据多年的从业经验,结合水厂的实际情况,分享了他们所在单位在日常运行管理中实际生产运行遇到的问题以及所采用的应对策略

本次带来了浣江水务股份有限公司分享的——

征天水厂柠檬酸调节高pH原水的可行性试验,看看他们在原水pH异常影响混凝效果这方面给我们带来了哪些实践经验。

柠檬酸调节高pH原水的可行性试验

郑   莉,许泽民,陈国红

(浣江水务股份有限公司,浙江绍兴   311800)

征天水厂位于诸暨市枫桥镇,设计规模为2.0万t/d。水厂处理工艺采用常规处理工艺,即进水-折板反应-平流沉淀-V型滤池过滤—次氯酸钠消毒—出水。原水取自征天水库,通过对征天水库原水水质的常规检测发现,原水的pH值常年偏高,尤其是在春夏秋季均超过8.0。原水pH高,不仅影响了聚合氯化铝的絮凝效果,导致矾花轻且不沉淀,增加了出厂水中铝含量超标的风险,同时还会影响后续消毒效果和消毒副产物的生成量,给征天水厂的生产带来了严峻的挑战。

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征天水厂面临的现实问题

原水的混凝处理是水处理工艺流程的一个重要环节。但是,目前征天水厂进行原水混凝处理所得到的效果并不是非常理想,矾花轻且不沉淀,沉淀池出水浑浊度高,平均为4~5 NTU聚合氯化铝投加增、减混凝效果均很差,出水浑浊度均没有得到下降,如表1所示。这种现象严重影响了后续的处理,使工作效率低下,滤池负荷大,滤后水出水浑浊度得不到保障。

表1   聚合氯化铝不同投加量时的浑浊度

Tab.1 Turbidity under Different Dosages with PAC

注:原水pH值为8.2;原水浑浊度为3.99 NTU

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征天水厂现实问题的具体原因

原水质量检测的数据中不难发现,征天水库原水pH常年偏高,从4月上旬-10月一路上升,并达到最高峰,10月份中旬之后才开始逐渐回落。水体的pH主要受水中游离的CO2以及碳酸盐含量的控制,各种离子浓度的变化都会引起pH的变化,同时pH也会受到藻类数量的影响。由大量研究数据的分析可知,造成征天水厂聚合氯化铝絮凝效果差、矾花轻、不沉淀的原因是原水的pH常年偏高。为了能够更好地解决征天水厂面临的现实问题,应通过一系列的解决方案来减轻聚合氯化铝絮凝效果差、矾花轻、不沉淀的现象,最安全可靠的方式就是调节原水的pH,而调节原水pH最简单的方式就是加酸。本文主要通过投加柠檬酸来调节原水的pH,以此验证在原水中加柠檬酸是否可以减轻矾花轻且不沉淀的现象。

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征天水厂现实问题的解决对策

3.1柠檬酸调节pH的试验

(1)试验方法:取3组不同pH的源水作为水样,投加柠檬酸后,原水的pH值降至7.0,测得此刻柠檬酸的投加量,换算得到每千吨水需要的柠檬酸的量,并将测得的投加量和pH变化量制表绘图,判断柠檬酸投加量和pH变化量的关系。测试投加上述测得的柠檬酸投加量数倍以上水样的色嗅味,检测投加柠檬酸对色嗅味的影响。

(2)试验数据及处理:3组不同源水用试样1、试样2、试样3表示,pH值分别为7.6、7.9、8.2,分别投加柠檬酸使pH值降至7.0,得到柠檬酸投加量分别为4、5、6 kg/kt。试验结果如表2所示,柠檬酸投加量随pH的改变量如图1所示。

表2   不同原水柠檬酸投加试验结果

Tab.2 Test Results of adding Citric Acid in Different Raw Water

Fig.1 Variation of Citric Dosages with the Decrease of pH Value

(3)取无色无嗅无味水样,按100 kg/kt投加量将柠檬酸溶解于水样,色嗅味均无明显变化。

3.2柠檬酸调节pH对需矾量的影响

(1)最佳需矾量试验。第一组:原水pH值=7.2;第二组:原水pH值=7.7,盐酸调节至pH值=7.2;第三组:原水pH值=7.7,柠檬酸调节至pH值=7.2。

(2)试验步骤:每1组各取5份水样,每份1 L,用1~5编号,分别投加10、11、12、13、14 kg/kt聚合氯化铝,同时搅拌10 min,沉淀40 min,测定此时水样的浑浊度。试验结果如表3所示,各组水样的浑浊度随矾投加量的变化如图2所示。

表3 聚合氯化铝不同投加量时的浑浊度

Tab.3 Turbidity under Different Dosages with PAC

注:原水水样pH值均调节至7.2

图2   不同pH调节药剂、不同矾投加量时水样的浑浊度

Fig.2 Turbidity with Different pH Adjusting Agents and Different Alum Dosages

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结语

征天水厂原水的pH常年偏高,针对原水pH较高对水处理的影响问题,可以通过在原水中投加盐酸、柠檬酸的方法来进行解决,但盐酸属于易制毒化学品,受公安机关管控,采购、使用要求较高。由上述试验可知,投加柠檬酸后的原水pH整体控制在标准范围之内,解决了矾花轻且不沉淀,以及混凝效果的问题,提高了征天水厂的工作质量和效率。同时,常规投加柠檬酸并不会对水质产生不利的影响,且投加柠檬酸的成本并不高,故此方法可行。


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参考文献

[1]芮旻,周建平,于正韦,等.综合分析pH对饮用水处理过程及传输的影响[J].给水排水,2007,33(4):15-19.

[2]狄春华,施学峰.尚湖原水pH异常原因分析及应对[J].中国卫生检验杂志,2011(10):2532-2533,2537.


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