次氯酸鈉預加氯對混凝效果的影響

張 爽， 管士瑩， 孫 妍

(天津塘沽中法供水有限公司， 天津 300450)

常規水處理技術對原水中有機物等雜質的去除率較低，混凝、沉淀和過濾工藝只能去除水中20%～30%的有機物，且由于溶解性有機物的存在，膠體的穩定性不易被破壞，會使除濁效果顯著下降[1]。氯氣作為消毒劑時，容易與水中的有機物反應產生三鹵甲烷和其他鹵化副產物，影響飲用水水質安全[2]。采用次氯酸鈉作為消毒劑，不存在跑氣、泄露等安全隱患，對控制消毒副產物的產生具有實際意義[3]。筆者開展了相關試驗，考察了次氯酸鈉預氯化的最佳投加量、最佳反應時間等工藝參數以及預氯化與混凝的相互影響，以期為水廠后續提標改造、工藝調整等提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗原水

試驗用水為天津某自來水廠預加氯之前的原水，其水質保持在Ⅱ～Ⅲ類。2017年該廠原水水質如下：pH，7.32～9.05；濁度，1.04～21.70 NTU；UV254，2.50～6.90 cm-1；耗氧量，0.69～6.07 mg/L；藻類，(1 406～5 392)×104個/L。

1.2 試驗方法

采用次氯酸鈉原液進行稀釋，稀釋后的有效氯含量為1.0 mg/L。經過燒杯混凝試驗，確定三氯化鐵和聚合氯化鋁的最佳投加比例和投加量。根據混凝試驗結果，取原水進行預氯化-混凝試驗，并在試驗過程中改變次氯酸鈉的投加量、次氯酸鈉與混凝劑的投加時間間隔，分析次氯酸鈉預氯化對混凝沉淀效果的影響。

試驗中采用的次氯酸鈉投加量分別為0.5，1.0，1.5 和2.0 mg/L；預氯化試驗階段的攪拌速率為200 r/min；次氯酸鈉與混凝劑投加間隔分別為1，10和30 min。試驗中混凝劑的投加順序為先投加聚合氯化鋁再投加FeCl3，快速混合1 min后緩慢混合10 min，沉淀10 min后取上清液檢測。

2 結果與討論

2.1 混凝劑投加量的確定

從圖1可以看出，在不同的三氯化鐵和聚合鋁投加比下，出水濁度隨著投加量的增加呈現先下降后升高的趨勢。當混凝劑投加量為40 mg/L，三氯化鐵與聚合鋁投加比為2 ∶1時，出水濁度最小。

圖1 不同投加比混凝劑對濁度的去除效果Fig.1 Removal efficiency of turbidity under different coagulant dosing ratios

2.2 對出水濁度的影響

從圖2可以看出，隨著有效氯投加量的不斷增大，對濁度的去除效果提高。當有效氯投加量為1.5 mg/L時，濁度去除率最佳，繼續提高次氯酸鈉的投加量，去除率變化不大。

試驗中發現，隨著次氯酸鈉有效氯投加量的不斷增大，上清液pH值的波動不明顯，在7.55～7.65之間，不會對次氯酸鈉的消毒效果和出廠水水質造成顯著影響。

2.3 投加時間間隔對混凝效果的影響

當混凝劑投加量為40 mg/L(三氯化鐵與聚合鋁投加比為2 ∶1)、次氯酸鈉投加量為1.5 mg/L(以有效氯計)時，預加氯與混凝劑間隔不同時間投加，對濁度的去除效果見圖3。

圖2 預加氯-混凝對濁度的去除效果Fig.2 Removal effect of turbidity by pre-chlorination and coagulation

圖3 投加時間間隔對濁度去除率的影響Fig.3 Influence of dosing interval on turbidity removal rate

3 結語

① 提高預加氯量可以明顯改善混凝效果，提高出水水質。次氯酸鈉投加量為1.5 mg/L(有效氯)、氯化時間為10 min時，對濁度的去除率為50%。經過強化混凝后，濁度去除率可以達到80%，大幅度提高了對有機物的去除效果。

② 預氯化和強化混凝對原水中有機物都有一定的去除效果，將兩者組合應用于實際生產中時，應根據原水水質合理調整藥劑的投加順序和比例。