给水处理碱性调节剂的选择.pdf

工业用水与废水INDUSTRIAL WATER WASTEWATERVol44No3Jun.，2013刘江华1，邵寿强2（1.巨化衢州公用有限公司，浙江衢州324004；2.浙江锦华新材料股份有限公司，浙江衢州324004）给水处理碱性调节剂的选择巨化衢州公用有限公司水厂（以下简称巨化水厂）原水为水库水，常年呈弱酸性且碱度较低，在水处理过程中需投加碱性调节剂，以提高水的pH值，强化混凝、沉淀效果，优化出水水质。巨化水厂原来一直使用食品级碳酸钠作为碱性调节剂，由于当地无食品级碳酸钠生产厂家，需从300 km外的杭州市某厂采购，同时受到厂家销量或其它因素的影响，该调节剂的仓库储备量不稳定，影响水厂的正常生产。巨化集团公司内部生产食品级氢氧化钠产品，巨化水厂的处理工艺中如能改用食品级氢氧化钠，可大大减少运输费用，且供货较稳定，能够保证水厂的正常运行。为此，本试验对食品级氢氧化钠和碳酸钠调节pH值的效果，以及对出水水质的影响进行了研究，探讨了食品级氢氧化钠替代食品级碳酸钠作为给水处理碱性调节剂的可能性。1材料与方法11试验仪器与药剂SC656型混凝试验搅拌仪；FE20K型pH计；TSZ1000A台式智能散射光浊度仪。水处理剂精制硫酸铝，配置成质量分数为4的硫酸铝溶液；食品级固体氢氧化钠，配置成质量分数为1的氢氧化钠溶液；食品级固体碳酸钠，配置成质量分数为2的碳酸钠溶液。12试验水质试验原水的水温为196，pH值为64，浊度为735 NTU，总碱度为118 mgL。13试验方法pH值对水处理的混凝效果影响很大1，巨化水厂使用的混凝剂为硫酸铝，铝盐的混凝作用是通过生成Al（OH）3胶体来实现的。在不同的pH值摘要：为提高原水的pH值，强化混凝、沉淀效果，优化出水水质，在给水处理过程中需投加碱性调节剂。研究对比了食品级氢氧化钠和碳酸钠调节pH值的效果，以及对出水水质的影响。分析了2种碱性调节剂的投加成本，结果表明，采用食品级固体氢氧化钠作为碱性调节剂时效果良好，生产成本更低。关键词：给水处理；碱性调节剂；pH值；成本分析中图分类号：TU991.22文献标识码：A文章编号：%10092455（2013）03001003Selection of alkalinity regulator for water supply treatmentLIU Jiang-hua1，SHAO Shou-qiang2（1.Juhua Quzhou Public Co.,Ltd.,Quzhou 324004,China;2.Zhejiang Jinhua New Materials Co.,Ltd.,Quzhou 324004,China）Abstract：In order to increase the pH value of the raw water,strengthen the coagulation and sedimentationeffect,improve the effluent water quality,alkalinity regulator should be added during the water supply treatment.The adjusting effects of food-grade NaOH and Na2CO3to pH value,and the influences of them on effluent waterquality were compared and studied.Furthermore,the costs of the said two alkalinity regulators were analyzed,and the results indicated that,using food-grade solid NaOH as the alkalinity for water supply treatment couldobtain a good effect and the production cost was lower.Keywords：water supply treatment;alkalinity regulator;pH value;cost analysis!给水处理10表1投加氢氧化钠调节原水pH值后的混凝试验结果Tab.1Results of coagulation test when using NaOH to adjustpH value硫酸铝投加量（mgL1）pH值浊度NTU总碱度（mgL1）46.817.3013.566.752.2612.386.641.7510.5106.385.129.2126.127.017.1表2投加碳酸钠调节原水pH值后的混凝试验结果Tab.2Results of coagulation test when using Na2CO3to adjustpH value硫酸铝投加量（mgL1）pH值浊度NTU总碱度（mgL1）46.857.1513.266.783.1211.786.621.8110.6106.404.988.7126.246.787.4下，Al3的存在形态不同，在pH值为65 75时，聚合度很大的Al（OH）3胶体占绝对多数，故混凝效果最好2。巨化水厂原水常年呈弱酸性且碱度较低，在水处理过程中采用分步加碱法调节pH值。第1步在混凝反应前投加碱剂，以提高混凝效果，根据原水的水质情况以及多年来的生产实践经验，认为原水经第1次加碱后，pH值控制在72左右时混凝效果最好。第2步在沉淀池出水口处投加碱剂，因加氯消毒会使水的pH值降低，当pH值大于754后，消毒作用随pH值继续升高而变弱3，巨化水厂滤后水pH值需控制在72 77，以使出厂水pH值达到70 75，满足浙江省城市供水现代化水厂评价标准实施细则的标准要求。在实验室利用六联混凝试验搅拌仪模拟水厂生产中的混凝反应、沉淀过程，得出最佳出水浊度下混凝剂的投加量。用6个1 500 mL的烧杯，各放入1 000 mL原水，置于试验搅拌器平台上。第1步，分别采用食品级氢氧化钠和食品级碳酸钠调节原水pH值至72，再投加硫酸铝混凝，以220 rmin的转速快速搅拌3 min，再以50 rmin的转速慢速搅拌15 min，静置20 min，然后取上清液检测浊度、pH值、总碱度等指标，分别计算2种碱性调节剂的投加量和最佳出水浊度；第2步，取上清液，再次加碱将pH值提高到72，计算2种碱性调节剂的投加量。14分析方法各项指标分析方法参照GBT 57502006生活饮用水标准检验方法，其中浊度采用台式散射光浊度仪检测，pH值采用台式FE20K型pH计检测，总碱度采用酸碱指示剂滴定法检测。2结果与讨论21碱性调节剂的投加量对提高原水pH值的影响原水经第1步加碱后，2种碱性调节剂均可将原水的pH值升高到目标值，若将原水的pH值由64升高到72，氢氧化钠的投加量为3 mgL，远小于碳酸钠的投加量8 mgL。22碱性调节剂对混凝出水水质的影响采用烧杯搅拌试验，根据混凝前、后测得的水的温度、浊度、pH值、碱度等数据，分析确定原水经第1步加碱pH值升高后的最佳硫酸铝投加量和出水浊度，试验结果见表1、表2。从表1和表2可以看出，原水分别投加氢氧化钠和碳酸钠调节pH值为72后，出水浊度随硫酸铝投加量的变化趋势类似，且均在硫酸铝的投加量为8 mgL时获得最佳出水浊度，最佳出水浊度分别为175和181 NTU。由此可以得出，在混凝前采用氢氧化钠与碳酸钠将pH值调节到相同值，且投加相同量的硫酸铝时，出水浊度相近。23碱性调节剂投加量对提高上清液pH值的影响取获得最佳浊度水样的上清液，分析pH值，测得投加氢氧化钠和碳酸钠水样的pH值分别为664和662，第2次加碱调节pH值至72，氢氧化钠和碳酸钠的投加量分别为25和6 mgL。氢氧化钠和碳酸钠2次投加的总量分别为55和14 mgL。根据上述对比试验，生产运行参考条件为：第1次投加3 mgL的氢氧化钠调节原水pH值至72后，再加入8 mgL的硫酸铝，混凝、沉淀，然后在沉淀池出水口处投加25 mgL的氢氧化钠，则滤前水水质可达到pH值为72，浊度为175 NTU，满足巨化水厂内控指标要求。24浊度对碱性调节剂和混凝剂投加量的影响原水浊度不同，混凝剂投加量也不同，采用上述相同试验方法考察原水浊度对碱性调节剂和混凝剂投加量的影响，试验结果见表3。由表3可以看出，在混凝前采用氢氧化钠与碳酸钠将pH值调节刘江华，邵寿强：给水处理碱性调节剂的选择11工业用水与废水INDUSTRIAL WATER WASTEWATERVol44No3Jun.，2013表3原水浊度对最佳混凝剂及碱性调节剂投加量的影响Tab.3Influence of raw water turbidity on coagulants and alkalinity regulators dosage原水浊度NTU原水pH值混凝剂投加量（mgL1）氢氧化钠总投加量（mgL1）投加氢氧化钠后出水浊度NTU碳酸钠总投加量（mgL1）投加碳酸钠后出水浊度NTU1.326.826.44.10.5611.40.583.616.3210.06.20.6714.40.607.356.438.05.51.7514.01.8112.96.549.65.91.6313.61.7419.36.738.45.41.2213.21.1629.86.5011.66.42.3014.82.1963.56.7510.05.62.1513.42.21到相同值，且投加相同量的硫酸铝时，对于同一浊度的原水，其最佳出水浊度相近。3成本分析当原水的浊度、pH值不同时，所得到的最佳碱性调节剂的投加量也不同。根据目前市场价格，食品级固体氢氧化钠的采购价格为3 200元t，食品级固体碳酸钠的采购价格为1 950元t，由此可分析出碱性调节剂的成本变化趋势，见图1。由图1可以看出，在不同原水浊度情况下，氢氧化钠与碳酸钠的投加成本趋势相近，且投加成本平均差值为9元kt水。4结语根据试验结果和成本分析可知，以氢氧化钠替代碳酸钠调节pH值是可行的。生产中可采用食品级固体氢氧化钠，配置成质量分数为1的氢氧化钠溶液使用。2012年处理水量为5 910 120 t，实际消耗固体氢氧化钠29 850 kg，单耗为505 kgkt，实际消耗量接近试验理论消耗值。使用食品级固体氢氧化钠以来，巨化水厂生产运行平稳，出厂水的每月42项和每年2次106项水质指标检测结果均符合GB 57492006生活饮用水卫生标准的要求。参考文献：1 齐雪梅，刘永昌.pH值对强化混凝去除水中微量有机物的影响J.工业用水与废水，2008，39（2）：28-312 祁鲁梁，李永存，李本高水处理工艺与运行管理实用手册M北京：中国石化出版社，2002.3 严煦世，范谨初给水工程（第四版）M北京：中国建筑工业出版社，1999作者简介：刘江华（1983），女，浙江衢州人，助理工程师，工学学士，从事水处理方面工作，（电话）05703098449（电子信箱）h858685126com。收稿日期：2013-05-17?图1不同浊度情况下碱性调节剂的投加成本Fig.1Costs of two alkalinity regulators under differentturbidity conditions010203040506070原水浊度NTU投加成本（元kt-1）353025201510碳酸钠氢氧化钠 信息与动态 油水分离新材料有效处理油田含聚合物污水中科院新疆理化技术研究所成功研发出一种磁性材料除油技术及光/电催化氧化技术，能有效处理油田产生的含聚合物污水，改善回注污水水质，使污水达到回注地层标准。该所采用的“重力除油吸附-磁分离除油高级氧化过滤”新工艺，其重点是研发出可使油水分离的磁性材料和催化剂。目前已发现一种超声油溶性磁性纳米颗粒，还研发出利用黏土制作催化剂的方法，通过将黏土化学改性，提高其吸附性和催化氧化性。在实验室中利用这种技术，已使污水中聚合物的质量浓度由560 mg/L降到了8 mg/L。该技术有望将克拉玛依每吨采油污水的处理成本降低2元。摘自中国环境报网站12