采用聚合硫酸鐵(聚鐵)混凝劑處理原水的工業(yè)性應(yīng)用試驗(yàn)
我廠給水凈化站日處理工業(yè)用水31200噸,原水采用低濁度灤河水,其基本生產(chǎn)工藝流程為:混凝——沉淀——過(guò)濾,按原設(shè)計(jì)混凝劑采用三氯化鐵,投產(chǎn)兩年以來(lái)生產(chǎn)實(shí)踐證明,采用三氯化鐵為混凝劑雖然基本可以滿(mǎn)足一般凈化水要求,但凈化后出水水質(zhì)仍然達(dá)不到某些單元生產(chǎn)所需要的水質(zhì)指標(biāo),尤其處理后出水中氯根含量升高,pH值下降,堿度降低等變化,對(duì)于后序生產(chǎn)系統(tǒng)具有一定影響,為此需要選用其它效果更為好的混凝劑,以彌補(bǔ)上述不足。
聚合硫酸鐵混凝劑(簡(jiǎn)稱(chēng)聚鐵)是我國(guó)80年代崛起的一種性能優(yōu)良的新型無(wú)機(jī)高分子混凝劑,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、冶金、電力、采礦、煤炭、石油、市政等部門(mén)的供水或廢水混凝凈化處理。據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料介紹的應(yīng)用效果表明,該藥劑具有凝聚反應(yīng)速度快,所產(chǎn)生的絮凝體密度大、沉降性好、壓縮脫水性能強(qiáng),適應(yīng)水體pH值范圍寬,不產(chǎn)生鐵離子后移,對(duì)管道設(shè)備腐蝕性小,對(duì)水中重金屬離子脫除效率高,凈化后出水的DH值和總堿度變化幅度小等特點(diǎn),其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的鐵鹽和鋁鹽混凝劑。
為了進(jìn)一步提高給水凈化站的出水水質(zhì),滿(mǎn)足各生產(chǎn)部門(mén)工業(yè)用水需要,降低水處理成本。我廠在國(guó)內(nèi)率先研制和開(kāi)發(fā)聚鐵混凝劑的科研單位——化工部天津化工研究院的協(xié)助下,完成了用聚鐵混凝劑凈化處理灤河原水的可行性試驗(yàn),并取得良好結(jié)果。
1原水混凝凈化試驗(yàn)
試驗(yàn)工作分兩階段進(jìn)行,首先進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室“聚合硫酸鐵混凝劑與三氯化鐵混凝劑凈化原水性能評(píng)價(jià)”,然后在給水凈化站運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行了為期一周的工業(yè)性試驗(yàn)。處理后的凈化水由天津市衛(wèi)生防疫站進(jìn)行了水中重金屬離子含量分析。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
1.1聚鐵與三氯化鐵混凝凈化原水性能的實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)
1.1.1試驗(yàn)條件
(1)原水水質(zhì)
本評(píng)價(jià)試驗(yàn)所用原水水樣取自我廠給水凈化站原水提升泵站出水母管,其水質(zhì)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定指標(biāo)見(jiàn)表2。
(2)混凝劑主要物性指標(biāo)
評(píng)價(jià)試驗(yàn)所選用的混凝劑聚合硫酸鐵和FeCI3的物性指標(biāo)見(jiàn)表3。
(3)儀器
DBJ-621型定時(shí)變速六聯(lián)攪拌凝聚試驗(yàn)儀。
(4)攪拌凝聚試驗(yàn)動(dòng)力學(xué)參數(shù)
快攪拌:300轉(zhuǎn)/分1分鐘;200轉(zhuǎn)/分2分鐘;100轉(zhuǎn)/分2分鐘。
慢攪拌:20轉(zhuǎn)/分5分鐘。
靜置沉淀:10分鐘。
(5)試驗(yàn)水量
每份試樣l升。
1.1.2水質(zhì)分析
(l)pH值測(cè)定:pHS-2C精密酸度計(jì);
(2)余濁度測(cè)定:721型分光光度計(jì);
1.1.3試驗(yàn)結(jié)果
原水用FeCI3和聚合硫酸鐵混凝劑以相同的有效Fe(總)投加量混凝凈化處理,藥量和凈化水的余濁度變化關(guān)系見(jiàn)圖1。
試驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)當(dāng)凈化水達(dá)到相同的余濁度時(shí),聚鐵的投加量比三氯化鐵少14%~25%;
(2)凈化水pH值遞降率:FeCI3>聚合硫酸鐵;
(3)凈化水堿度遞降率:FeCI3>聚合硫酸鐵;
(4)相同投藥量下凈化水余濁度:FeCI3>聚合硫酸鐵;
(5)藥劑對(duì)原水中Fe脫除率:FeCl3
1.2聚合硫酸鐵與FeCl3凈化原水工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)
1.2.1試驗(yàn)方法
本試驗(yàn)在給水凈化站生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行,由于原水質(zhì)量穩(wěn)定,采用分階段加藥試驗(yàn),生產(chǎn)工藝穩(wěn)定后采樣化驗(yàn),較后對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行綜合分析。
1.2.2混凝劑主要物性指標(biāo)
測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。表中數(shù)據(jù)由本實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。
1.2.3凈化工藝過(guò)程
凈化工藝過(guò)程見(jiàn)圖2。
1.2.4水質(zhì)分析和方法
與1.1.2相同。
1.2.5試驗(yàn)結(jié)果、
本次試驗(yàn)隨生產(chǎn)進(jìn)行,投加三氯化鐵混凝劑階段,數(shù)據(jù)采用開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)前,生產(chǎn)穩(wěn)定階段9月12日至9月14日三天化驗(yàn)結(jié)果平均值;投加聚鐵混凝劑階段,數(shù)據(jù)采用投加聚鐵混凝劑調(diào)試完成后,生產(chǎn)基本穩(wěn)定階段9月17日至9月19日三天化驗(yàn)結(jié)果平均值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總見(jiàn)表5。
1.2.6工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果綜合分析
(1)給水凈化處理過(guò)程中混凝劑改為聚鐵混凝劑后,凈化后出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均符合各單元生產(chǎn)、生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),除細(xì)菌指標(biāo)因本化驗(yàn)室無(wú)此化驗(yàn)項(xiàng)目而未進(jìn)行測(cè)試外,其余指標(biāo)均符合天津市飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn);
(2)凈化后出水中氯根沒(méi)有增加,這有利于防止以往投加三氯化鐵后水中氯離子對(duì)于本廠不銹鋼加藥設(shè)備電化學(xué)腐蝕,也有利于提高循環(huán)水系統(tǒng)水的濃縮倍數(shù),節(jié)約能源;
(3)凈化后出水pH值降低幅度比采用FeCl3減少37.20%,有利于提高全公司水系統(tǒng)總pH值,可以更好的滿(mǎn)足各工藝用水系統(tǒng)水質(zhì)要求;
(4)凈化水生產(chǎn)成本中,混凝劑藥劑成本比采用FeCl3降低15%,預(yù)計(jì)每年可節(jié)約藥劑費(fèi)用4.2萬(wàn)元;
(5)采用聚鐵混凝劑以后,凈化后出水硫酸根增加15-20mg/L,此數(shù)量級(jí)對(duì)于供水水質(zhì)指標(biāo)和其它工藝用水系統(tǒng)的水質(zhì)要求無(wú)不良影響,各種類(lèi)型鋼種尤其是不銹鋼對(duì)于硫酸根的耐腐蝕能力,遠(yuǎn)大于對(duì)氯根的耐腐蝕能力;
(6)天津市衛(wèi)生防疫站對(duì)給水凈化站采用聚鐵混凝劑處理后的凈化水進(jìn)行了水質(zhì)分析,各項(xiàng)指標(biāo)尤其是水中重金屬含量遠(yuǎn)低于國(guó)家有關(guān)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
2試驗(yàn)結(jié)論
通過(guò)采用聚鐵混凝劑處理原水的工業(yè)性應(yīng)用試驗(yàn),我們初步認(rèn)為該藥劑性能優(yōu)于傳統(tǒng)的鐵鹽混凝劑,對(duì)于低濁度的灤河原水具有良好的適應(yīng)性。用聚鐵凈化后出水的pH值和堿度降低幅度少,無(wú)氯根增加,不產(chǎn)生鐵離子后移,排泥周期延長(zhǎng),自耗水量降低,水處理藥劑費(fèi)用下降,凈化水的質(zhì)量得到提高,生產(chǎn)消耗降低,節(jié)約了水資源,減少污染;可產(chǎn)生良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,因此,聚鐵混凝劑凈化處理低濁度灤河原水是可行的。
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