HCA-1陽(yáng)離子凈水劑處理巢湖的高藻水
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)述
HCA-1陽(yáng)離子凈水劑屬二甲基二烯丙基季胺鹽，由江蘇太倉(cāng)化工建材總廠和上海理工大學(xué)聯(lián)合研制生產(chǎn)，由江蘇省衛(wèi)生防疫站監(jiān)督檢驗(yàn)，質(zhì)量符合生活飲用水處理劑標(biāo)準(zhǔn)。市售HCA-1固含量為40%，分子量在10萬(wàn)左右，陽(yáng)離子度>90%，殘余單體3.9%，商品的毒性及致畸變性實(shí)驗(yàn)由蘇州醫(yī)學(xué)院及第地琿醫(yī)大學(xué)檢測(cè)證實(shí)：急性經(jīng)口毒為輕度蓄積性；Ames試驗(yàn)、微核發(fā)生率及精子畸變率證明HCA-1原液無致敬突變作用。在生產(chǎn)應(yīng)用中HCA-1的投加量低于0.3mg/L，遠(yuǎn)低于毒性試驗(yàn)中所提出的5%應(yīng)用液的濃度，因而在使用上是較安全的。
HCA-1屬陽(yáng)離子型線型高分子聚合物，水溶性好，能完全溶解于水呈真溶液。其作用機(jī)理是籍助聚合物本身含有的陽(yáng)離子基因和活性吸附基團(tuán)，對(duì)懸浮膠粒和含負(fù)電荷的物質(zhì)通過電中和和吸附架橋等作用使之失穩(wěn)、絮凝。由于有機(jī)高分子有極高的聚合度故其架橋作用遠(yuǎn)較多核型無機(jī)混凝劑強(qiáng)烈。
在巢湖高藻期，大量藻類飄浮在池的上部，水體PH值上升，混凝效果差，出水水質(zhì)下降，水大量藻類進(jìn)入濾池增加了濾池的負(fù)擔(dān)。由于藻類表面帶負(fù)電荷，易與陽(yáng)離子型HCA-1接觸，使其絮凝成才，加速其沉淀去除。雖然加液氯可去除部分藻類，但成本高，同時(shí)易造成鹵代烴的大量生成。
二、實(shí)試室小試：
實(shí)驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)使用六聯(lián)攪拌機(jī)進(jìn)行，于1000mL燒杯中置1000mL水樣，加入藥劑后以300r/min，接著以100r.min反應(yīng)8min，靜止沉淀20min后測(cè)定上清液的余濁；旌霞胺磻(yīng)部分的G值分別為192及43.85-1，GT值分別為23040和21024。試驗(yàn)時(shí)將HCA-1配制成1%的稀溶液的，混凝劑采用亞鐵氯化液FeSO4Cl2=7:1(簡(jiǎn)稱鐵）、液體聚合鋁Al2O3：12%（簡(jiǎn)稱鋁），以HCA-1作為助凝劑，以不同混凝劑、不同的投加量及助凝劑的投加之間進(jìn)行對(duì)比，從各系列試驗(yàn)中確定每次實(shí)驗(yàn)的最佳投量。試驗(yàn)結(jié)果見下表：
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在試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，投加HCA-1后礬花出現(xiàn)時(shí)間早，分離效果好，下降迅速。從上表中可以看出：HCA-1投加量少，不論與聚合鋁和亞鐵氯化液作用都可起到助凝作用；在水體藻類含量、PH值高時(shí)其助凝效果同樣明顯，且與亞鐵作用較鋁鹽為好，制水成本下降，因而有必要進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，以進(jìn)下驗(yàn)證其結(jié)果。
三、生產(chǎn)性試驗(yàn)
將HCA-1配制成5%濃度，放入高位池中溶解，充分?jǐn)嚢，重力投加。試?yàn)時(shí)選取合肥第五水廠的兩套完全平行的處理系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)參數(shù)和建筑物結(jié)構(gòu)完全相同。控制水量和反應(yīng)池出水濁度基本相同。用亞鐵氯化液（FeSO4:Cl2=7:1)和液體聚合鋁（Al2O2：12%）作為混凝劑。其中2#反應(yīng)池在投加混凝劑的同時(shí)投加液氯以殺藻助凝，而3#反應(yīng)池在混凝劑投回lmin后，投加HCA-1水溶液。對(duì)比兩組沉淀池出水余濁、藥耗。檢測(cè)頻度為每小時(shí)一次。在試驗(yàn)中兩組反應(yīng)池亞鐵氯化液投加量固定在20mg/L，用計(jì)量泵來調(diào)節(jié)聚合鋁的投加量。試驗(yàn)期間源水濁度78～230NTU，藻類含量1.76～4.6億個(gè)/L，PH值：9.18。試驗(yàn)日期為6月10～14日，以沉淀池較反應(yīng)池出水濁度的去除率考察其凈水效果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖1和圖2：
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在生產(chǎn)試驗(yàn)過程中我們觀察到，3#沉淀池由于投加了HCA-1池面的浮藻明顯減少，意義不僅在于提高出水水質(zhì)，且減輕了濾池的負(fù)擔(dān)。投加0.1mg/LHCA-1后3#池的實(shí)際制水成本較2#池下降12.7%，且原水藻類含量越高效果越明顯。
98年6月19日--22日在同樣取用巢湖源水的合肥第四水廠也進(jìn)行了HCA-1的投加試驗(yàn)，HCA-1平均投加量為0.25mg/L，投藥點(diǎn)采用混合后lmin和絮凝中段各攤販一半劑量的方法試驗(yàn)后將數(shù)據(jù)與試驗(yàn)前后的沉淀池出水水質(zhì)和藥耗進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果為在相同沉淀池出水水質(zhì)的條件下，投加0.25mg/L的HCA-1可節(jié)約藥耗30%。四水廠在98年、99年高藻期間均采用投加HCA-1來處理巢湖高藻水，凈水效果明顯。實(shí)際制水成本下降23.6%。出水水質(zhì)經(jīng)國(guó)家城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)合肥監(jiān)測(cè)站檢測(cè)水質(zhì)符合《國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。
四、結(jié)論
以HCA-1為助凝劑處理巢湖高藻水具有明顯效果，適用的PH值的范圍也較廣。在保證出水水質(zhì)的前提下，當(dāng)投加量在0.1--0.25mg/L時(shí)可節(jié)約藥耗15——30%，降低制水成本12.7--23.6%，遏制了鋁鹽、液氯大量投加所帶來的負(fù)作用。投加HCA-1后，池面浮藻明顯減少，減輕了濾池的負(fù)擔(dān)。產(chǎn)品毒性低，投加量少，投加方式簡(jiǎn)單，運(yùn)輸、儲(chǔ)存方便，是一種高效、經(jīng)濟(jì)、安全的凈水材料。
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