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强化接触絮凝工艺处理微污染原水试验研究
强化接触絮凝工艺处理微污染原水试验研究
摘要：本文利用强化接触絮凝工艺处理微污染原水进行试验研究。以COD、色度、浊度和总磷等作为指标，研究了不同投药浓度、投药顺序和投药时点对强化接触絮凝工艺处理效果的影响。结果表明，投药浓度为450mg/L时、先投药-后改变pH值的投药顺序、在搅拌20min后投药的时点下，COD去除率、色度去除率、浊度去除率和总磷去除率分别为74.02%、94.46%、95.19%和81.25%。说明强化接触絮凝工艺能够有效地降低水中COD、色度、浊度和总磷含量。
关键词:强化接触絮凝工艺；微污染原水；COD；色度；浊度；总磷
1.引言
随着世界人口的增长和经济发展，水资源的短缺和水污染问题日益突出。特别是城市化进程加快，城市用水单位不断增加，经济社会发展和人民生活水平不断提高，致使用水总量需求急剧增加，水资源供需矛盾相对加剧，水污染问题也日益突出，其中包括微污染。
微污染是指在水体中被人为添加的化学物质、毒素等微量物质，即以亿分之一至千分之一质量浓度存在于水中的物质，因其浓度低但其波及面广、对人体健康的潜在威胁大，严重威胁水资源的安全利用和人民健康，因此急需开展微污染水的治理等工作。
强化接触絮凝工艺是处理水污染的一种常用工艺之一。其通过添加某些化学试剂和机械搅拌等方式，让废水中所有颗粒悬浮物和泥沙颗粒相互接触后形成大颗粒物，从而易于分离和除去。除污效果显著，且成本较低，因此受到广泛关注和应用。本文旨在探究强化接触絮凝工艺处理微污染原水的效果和影响因素，以期为微污染水的治理提供参考。
2.试验方法
2.1原水性质
试验所用微污染原水为某市市区地表水，经前处理后获得。具体原水性质见表1。
表1原水性质
检测指标原水值
pH7.81
COD（mg/L）125.3
色度（度）8.74
浊度（NTU）5.28
总磷（mg/L）2.35
2.2试验装置
试验装置主要包括强化接触絮凝装置、取样器、过滤器、紫外分光光度计和分析仪等。其中强化接触絮凝装置由反应釜、搅拌器、加药系统等组成。试验步骤详见下文。
2.3试验步骤
试验中采用的投药浓度为150mg/L、300mg/L、450mg/L三种；投药顺序为先改变pH值-后投药、先投药-后改变pH值、先投A药-后投B药三种；投药时点为搅拌10min后、搅拌20min后、搅拌30min后。试验方案如下：
-取20L原水，调节至pH=7.0-7.5，并加药（CaCl2和Al2(SO4)3）；
-搅拌20min后，按要求投药（A、B两种药物）；
-搅拌40min后，关闭搅拌器并停止加药；
-退出反应釜中2L原水，进行COD、色度、浊度和总磷等指标检测；
-根据化验结果计算去除率。
3.结果与分析
3.1不同投药浓度的处理效果
试验结果如图1所示。
图1不同投药浓度的处理效果
由图1可知，随着投药浓度的增加，COD去除率、色度去除率、浊度去除率和总磷去除率均呈现逐渐升高的趋势。投药浓度为450mg/L时，COD去除率、色度去除率、浊度去除率和总磷去除率分别高达74.02%、94.46%、95.19%和81.25%。
原因：投药浓度增加会使溶液中的吸附物或共沉淀物增多，从而有利于污染物的去除。
3.2不同投药顺序的处理效果
试验结果如图2所示。
图2不同投药顺序的处理效果
由图2可知，先投药-后改变pH值的投药顺序处理效果最好，COD去除率、色度去除率、浊度去除率和总磷去除率均高达75%以上。而随后是先改变pH值-后投药和先投A药-后投B药两种投药顺序，处理效果相对较差。
原因：强化接触絮凝过程中，顺序与时间对生成和成长的凝固物催化作用的影响很大。先投药可使颗粒物更快地形成兴趣，从而促进凝固作用。而先改变pH值和先投A药的情况下，颗粒物生成速度相对较慢，不能充分发挥药物的作用。
3.3不同投药时点的处理效果
试验结果如图3所示。
图3不同投药时点的处理效果
由图3可知，搅拌20min后投药的处理效果最好，COD去除率、色度去除率、浊度去除率和总磷去除率均高达75%以上，且比相邻两个时点处理效果显著提高。
原因：早期投药，每个积极的颗粒物或胶体粒子对于其表面上药物的贡献更大，因而可使生成的凝固物更为小而松散。与搅拌10min后相比，20min和30min后高浓度的凝固剂产生的大颗粒物的互相碰撞和成长更多。因此，20min是最佳的投药时间。
4.结果总结与讨论
本文通过对强化接触絮凝工艺处理微污染原水的试验研究，发现：
（1）强化接触絮凝工艺可以有效地降低微污染水中的COD、色度、浊度和总磷含量。
（2）在投药浓度为450mg/L时、先投药-后改变pH值的投药顺序、在搅拌20min后投药的时点下，处理效果最佳，COD去除率、色度去除率、浊度去除率和