[论文关键词]聚合硫酸铁 投加试验

　　[论文摘要]为了研究聚合硫酸铁在东江水源作为絮凝剂是否适用，阐述给水厂进行实验室模拟投加试验以及在生产现场的投加试验，同时对比其他絮凝药物的效果，证实了聚合硫酸铁在东江水源能有效达到预期投加效果，同时指出该絮凝剂的优缺点，更好地使用该物质提供一些指导意见。
　　
　　聚合硫酸铁是一种无机高分子水处理剂，在给水处理与污水处理方面已有较多的应用，但在珠江三角洲地区应用的实例并不多，为了研究这种絮凝剂在广州的东江流域是否能适用于给水处理工艺，我们在水厂进行了一个水文年的研究，其中包括实验室试验及实际生产投加的试验。证实聚合硫酸铁作为絮凝剂能较好地应用于东江水源的给水处理工艺。下文将做详细的介绍。
　　
　　一、广州东江水源水质的情况
　　
　　根据《广东省地表水环境功能区划》，东江北干流14航标处的东江新塘段某取水泵站水质为ⅱ类。在10年前该水源的水质情况十分之理想，基本上经常能达到ⅰ类水源标准，而且河流内有大量的鱼类和生物。但由于近年的污染情况越来越严重，周边工业设施不断地增加，源水质情况也不断恶化。在取水泵站的对面就有大量的水泥厂和其他工厂，这种情况在珠三角地区不少见。
　　为了能更加了解东江水质的变化情况，我们取了该取水泵站几年的水质报表进行分析。分析2003年～2005年水质监测统计数据可知东江新塘段水源主要为溶解氧、codmn、codcr、bod5、氨氮、总氮、石油类、铁和锰等几项水质指标超过ⅱ类，其他各项水质指标均达到ⅱ类。Www.11665.cOm以上统计表明，东江水源主要表现为有机污染超标。
　　
　　二、聚合硫酸铁投加试验
　　
　　（一）我们先简单介绍一下聚合硫酸铁
　　聚合硫酸铁：又名聚铁、硫酸聚铁。分子式：[fe2(oh)n.(so4)3-n/2]m，有液体和固体两种形式。液体产品为红褐色或深红褐色的粘稠液，固体产品为淡黄色或浅灰色的树脂状颗粒。相对密度1.45。聚铁水解后可产生多种高价和多核络合离子如[fe2(oh)4]2+、[fe3(oh)6]3+、[fe8(oh)20]4+
　　等，对水中悬浮的胶体颗粒进行电性中和，降低电位，促使离子相互凝聚，并产生吸附、架桥交联等作用，促使悬浮粒子发生凝聚并沉淀，从而将水净化。
　　（二）试验条件
　　1. 通过在试验室的模拟投加试验结果进行分析和研究，证实在试验室能有效达到预期混凝效果，决定在给水厂生产现场进行投加试验。生产工艺为静态管式混合器、网格反应池、斜管沉淀池和虹吸滤池。可以同时进行投加硫酸铝的平行实验。
　　2. 投加采用4台功率为3千瓦的搅拌机，投加设备为两运一备共3台计量泵，投加浓度为20％，溶液ph值为1.7。
　　3. 试验用聚合硫酸铁为黄色固体粉末产品(分子式为[fe2(oh)n(so4)
　　3－n/2]m，n<2，m>10，且m=f(n) ,相对密度约为1. 45。混凝剂采用聚合硫酸铁，烧碱作为助凝剂。实验后期更改为聚合硫酸铁和聚合铝铁按混合投加。实验时间从2006年8月至2007年8月。

　　（三）实际投加效果
　　在生产现场进行投加实验的运行效果
　　1．单独投加聚铁。试验为期2个月。原水平均浊度为33.68ntu，水温平均为18.7摄氏度。
　　在单独投加聚合硫酸铁2个月后，统计聚铁的平均投加量37.5mg/l，投加后待滤水平均浊度为0.97ntu，滤后水浊度平均0.08ntu。同时在水厂另一期系统投加硫酸铝进行平行试验，待滤水平均浊度为1.1ntu，滤后水浊度平均0.29ntu。投加过程中，我们发现聚合硫酸铁的絮凝效果较好，矾花较大，而且聚合硫酸铁的适应性较强，在原水浊度和源水ph值变化较大的情况下，聚铁的投加量变化比硫酸铝要少。出厂水浊度都能达到要求。投加量与聚合铝铁相近，比硫酸铝稍少。但待滤水色度达到10度（呈青绿色）。使用聚合硫酸铁后，ph值偏低，需要增加烧碱中和。

　　2．聚合硫酸铁与聚合氯化铝铁混合投加试验。为期8个月，2006年11月开始把聚合硫酸铁投加量固定在5mg/l，然后按照原水的浊度情况投加聚合氯化铝铁，同时在水厂另一生产系统投加聚合氯化铝铁进行对比。通过8个月的投加试验和观察，发现聚合硫酸铁+聚合氯化铝铁混合投加产生矾花较大、沉降迅速。待滤水浊度比单独投加聚合氯化铝铁要理想，而且ph影响较少，安全性较高，不容易出现突发性待滤水浊度增加。混合投加后烧碱投加量增加不多，利于长期投加。
　　而且在试验进行的一个水文年当中，我们监测出厂水的铁离子和铝离子残留量均在国家标准许可范围内。
　　
　　三、聚合硫酸铁投加试验结论
　　
　　通过试验，对于东江水而言,聚合硫酸铁有以下特点：
　　1．该产品絮凝速度快、矾花大、沉降迅速，有较好的适应性。
　　2．铁残留量不高，待滤水平均为0.28 mg/l，滤后水<0.05 mg/l，基本都在合格范围内。
　　3．投加量与聚合铝铁相近，比硫酸铝稍少。
　　4．ph值偏低，烧碱消耗量大。
　　5．色度较差，投加聚铁的待滤水色度达到10度，呈青绿色，而投加硫酸铝滤水色度只有5度。但在出厂水中基本看不到颜色。
　　6．20%的浓度投加不会塞泵。需要人工投加（在现有设备条件下与聚合铁铝，硫酸铝等液体比较起来）
　　7．聚合硫酸铁与聚合铝铁混合使用时, 投加比例大概为n (聚铁)∶n (聚合铁铝) = 1∶2 时的混凝效果较好。聚合硫酸铁投加量5mg/l，其对ph值和色度的影响减小，作为控制ph值的烧碱投加量大约减少至以前单下聚铝时的分量。
　　8．聚铁在大范围内都可以保持较高的浊度去除率;作为混凝剂，聚合硫酸铁性质稳定，絮凝速度快、矾花大、沉降迅速；具有脱色、除菌、除放射性元素、除重金属离子、降低cod及bod等作用，絮凝效果较聚合氯化氯铁和硫酸铝好，但由于聚合硫酸铁是固体，需要溶解后再投加，增加了投加工序，也需要对投加设备进行相应改动，如果是液态产品会更好。缺点是ph偏低，增加调节出厂水ph的难度。而且投加聚合硫酸铁对色度及铁含量影响较大，投加量增大有可能造成这两个指标超标，采用混合投加可以有效解决这方面的问题。总体来说，聚合硫酸铁是能够较好地适用于东江水源的净水产品，有一定应用前景。如果能更加改经酸碱度和色度这两方面，则是一种不错的选择。
　　
　　参考文献：
　　[1]《给水排水设计手册》第3册，第2版.中国市政工程西南设计研究院主编.北京：中国建筑工业出版社，2005.
　　[2]高乃去、严敏、乐林生，《饮用水强化处理技术》．北京：化学工业出版社，2005.
　　[3]严煦世、范瑾初，《给水工程》．北京：中国建筑工业出版社，1999.