粉末活性炭投加對飲用水原水嗅味去除效果的試驗研究

張劍鋒，張怡然*，趙 宇

(1.天津泰達水業有限公司 天津300457；2.天津泰達津聯自來水有限公司 天津300457)

天津市是中國北方地區典型的缺水性城市，飲用水以“引灤入津”的灤河水為主要水源[1-2]。南水北調中線一期工程建成通水后，天津擁有引灤、引江兩個外調水源并實施“引江水為主，引灤水補充”的供水方案[3]。引江引灤原水切換期間，有時會出現原水嗅味問題。針對該問題，在天津市某凈水廠進行了生產用原水混凝和吸附試驗，通過在不同工藝點投加粉末活性炭，考察不同吸附時間下相關水質參數的變化規律，選擇適宜的去除原水嗅味的粉末活性炭投加點和投加量，為凈水廠生產運行應對原水嗅味問題提供參考依據。

1 試驗部分

本研究以天津市某凈水廠生產用原水和調節池進口原水為試驗原水，利用六聯混凝實驗儀采用不同攪拌轉速和停留時間模擬凈水廠現有工藝流程，在混凝試驗的基礎上增加粉末活性炭投加，比較不同投加量和投加點條件下沉后余濁、耗氧量、嗅味和土嗅素水平變化，得出最佳投加點和投加量。混凝試驗程序見表1。

1.1 生產用原水混凝試驗

以生產用原水為試驗原水，結合生產實際混凝劑FeCl3和聚合氯化鋁投加量設定6組不同的混凝劑投加量，通過測定生產用原水混凝 10、20min沉后余濁、觀察礬花形成、出體時間和絮體分離情況，確定最佳藥劑投加量。藥量設置見表2。

表1 混凝試驗程序設置表Tab.1 Program set for coagulation experiment

表2 模擬生產的混凝劑投加量表Tab.2 Coagulant dosing scale for simulated production

1.2 不同工藝點粉末活性炭投加量試驗

在選定合理混凝劑投加量前提下，取生產用原水1000mL，以投加粉末活性炭時間控制模擬不同工藝投加點，粉末活性炭投加量分別為 5、15mg/L。測定20min余濁、耗氧量、嗅味和土嗅素。根據檢測結果綜合判定不同工藝投加點吸附效果。試驗條件設置見表3。

表3 不同工藝點粉末活性炭投加量試驗條件表Tab.3 Experimental conditions of powdered activated carbon dosage at different process points

1.3 調節池進口原水粉末活性炭吸附對比試驗

以調節池進口為投加點，模擬入池水力條件，取調節池入口原水投加5mg/L和15mg/L的粉末活性炭。每次分別取調節池入口原水 1000mL，投加相同濃度的粉末活性炭并分別攪拌5min后靜置，分別在10min、1h、2h進行水樣的冷嗅、熱嗅、耗氧量檢測，根據嗅味強度評價入口投加的處理效果。

2 試驗結果分析

2.1 生產用原水混凝試驗結果分析

根據 1.1節試驗設計進行生產用原水混凝試驗，結果見表 4。據此確定后續試驗的混凝藥劑投加量為FeCl315mg/L，聚合氯化鋁20mg/L。

表4 生產用原水模擬生產的混凝試驗結果Tab.4 Coagulation test results of simulated production of raw water for production

2.2 不同工藝點粉末活性炭投加量試驗結果分析

根據 1.2節試驗設計進行不同工藝點炭投加試驗，結果見表5和表6。

根據表5 和表6數據可知，與直接混凝相比，投加粉末活性炭會引起混凝后出水濁度的增加，模擬加聚鋁后投加粉末活性炭的出水濁度增加幅度最大；模擬加聚鋁前投加粉末活性炭和模擬在進水泵房吸水井處投加粉末活性炭處理后出水的冷嗅熱嗅均有較明顯的改善，而且對 CODMn的去除效果也較好。根據20min余濁、耗氧量、嗅味和土嗅素等指標的測定結果綜合判定：在加聚鋁前投加粉末活性炭對原水嗅味的吸附去除效果最好，其次為在進水泵房吸水井處投加粉末活性炭。

2.3 調節池進口原水粉末活性炭投加模擬試驗結果分析

根據 1.3節試驗設計進行調節池進口原水粉末活性炭吸附對比試驗，結果見表7。

根據表7結果可知，調節池入口原水加粉末活性炭后在短時間內會導致 CODMn的升高，調節池進口原水投加15mg/L粉末活性炭攪拌5min后靜置2h對嗅味的處理效果最好。

表5 不同工藝點粉末活性炭投加量試驗結果(粉末活性炭投加量為5mg/L)Tab.5 Results of powdered activated carbon dosage at different process points(dosage of 5mg/L)

表6 不同工藝點粉末活性炭投加量試驗結果(粉末活性炭投加量為15mg/L)Tab.6 Results of powdered activated carbon dosage at different process points(dosage of 15mg/L)

表7 調節池進口原水粉末活性炭吸附對比試驗結果Tab.7 Comparison test results of adsorption of raw water by powdered activated carbon

3 結 論

生產用原水最佳混凝藥劑投加量為 FeCl315mg/L，聚合氯化鋁 20mg/L。在加聚合氯化鋁前投加粉末活性炭對生產用原水嗅味的吸附去除效果最好。調節池進口原水投加 15mg/L粉末活性炭攪拌5min后靜置2h對嗅味的處理效果最好。