本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種低溫濁水的混凝方法。

背景技術(shù)：

混凝是目前大多數(shù)自來(lái)水廠和污水處理廠去除污染、提升水質(zhì)的重要方法，混凝效果對(duì)下游工藝如沉淀、過(guò)濾、消毒、膜處理甚至生物處理等影響深遠(yuǎn)。溫度對(duì)混凝過(guò)程影響很大，常溫(15-30℃)條件下混凝效率一般較高，但溫度降低時(shí)混凝效率會(huì)下降。當(dāng)溫度降低到10℃以下時(shí)，混凝效率受到嚴(yán)重的抑制，絮體形成緩慢，結(jié)構(gòu)松散，不易沉降分離，同時(shí)有機(jī)物去除率也被削弱。因而低溫導(dǎo)致混凝效果差，影響下游工藝，出水水質(zhì)惡化。更重要的是，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，低溫環(huán)境下有機(jī)物尤其是含氮有機(jī)物自凈能力減弱，溶解性含氮有機(jī)物(don)混凝去除率降低，導(dǎo)致自來(lái)水中微污染物增多，尤其是含氮消毒副產(chǎn)物等毒性很強(qiáng)的新型消毒副產(chǎn)物，嚴(yán)重威脅水質(zhì)安全。

低溫混凝涉及面廣，影響深遠(yuǎn)，是水媒疾病和消毒副產(chǎn)物之后，最重要的水處理問(wèn)題。低溫混凝機(jī)理的研究由來(lái)已久，研究人員和相關(guān)工作人員對(duì)混凝劑、混凝方法、原水條件等方面做了大量的工作，但低溫混凝的問(wèn)題仍未能得到很好地解決，其引發(fā)的水質(zhì)安全問(wèn)題仍不容忽視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的混凝方法在處理低溫濁水時(shí)混凝效率低、凈化效果差的技術(shù)問(wèn)題，提供一種低溫濁水的混凝方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種低溫濁水的混凝方法，包括以下步驟：

1)配制質(zhì)量濃度為0.05-0.5％的pam溶液，所述pam的分子量為300萬(wàn)以上；

2)配制0.1～1.0mol/l的硫酸亞鐵溶液和0.1～1mol/l的硅酸鈉溶液，所述硅酸鈉溶液用濃硫酸調(diào)ph至6.0-6.8，取上述硫酸亞鐵溶液加入到上述硅酸鈉溶液中，使混合溶液中鐵與硅的摩爾比為1:100～1:300，攪拌熟化1～2h后，即得到亞鐵活化硅酸；

3)配制鐵離子濃度為0.1～1mol/l的聚合硫酸鐵溶液；

4)向待處理的低溫污水中加入步驟1)配制好的pam溶液，使水中pam濃度達(dá)到0.05～3mg/l，同時(shí)進(jìn)行快速攪拌并計(jì)時(shí)，在30s～60s之間加入步驟2)配制好的亞鐵活化硅酸，使水中硅的濃度達(dá)到0.5～80mg/l，加入亞鐵活化硅酸30s之后，加入步驟3)配制的聚合硫酸鐵溶液，使水中鐵離子濃度達(dá)到0.5～30mg/l，繼續(xù)快速攪拌1min，然后慢速攪拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成低溫污水的混凝處理。

進(jìn)一步地，所述低溫污水的溫度為0～10攝氏度。

進(jìn)一步地，步驟3)中所述聚合硫酸鐵溶液的堿化度b＝0.5～1.5。

進(jìn)一步地，步驟4)中快速攪拌的攪拌速度梯度g為140～250s^-1，慢速攪拌的攪拌速度梯度g為40～100s^-1。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明采用三種混凝劑，對(duì)低溫(10℃以下)污水、原水混凝效果好，對(duì)濁度、codcr、氨氮、總磷去除率較常規(guī)混凝劑和混凝過(guò)程均有大幅度提高；

2)本發(fā)明采用亞鐵離子活化硅酸，使硅酸活化效能增強(qiáng)，穩(wěn)定性增強(qiáng)；

3)本發(fā)明的混凝過(guò)程中形成的絮體顆粒尺寸大，密實(shí)，形成速率快，沉淀效果好，能夠在后續(xù)沉淀池中迅速沉淀；通常情況下，沉淀時(shí)間僅為2～3min；與常規(guī)混凝劑及混凝法相比沉淀時(shí)間大幅度縮短，有利于減小沉淀池容積，降低混凝沉淀設(shè)施建設(shè)投資；

4)本發(fā)明的混凝劑投量低，節(jié)約藥劑，同時(shí)底泥產(chǎn)量低；

5)本發(fā)明的混凝過(guò)程對(duì)水的堿度、ph值等影響??；

6)本發(fā)明適用于多種污廢水、地表水的處理，適用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)施例中的一種低溫濁水的混凝方法，包括以下步驟：

1)配制質(zhì)量濃度為0.05-0.5％的pam(陰離子聚丙烯酰胺)溶液，所述pam的分子量為300萬(wàn)以上；

2)配制0.1～1.0mol/l的硫酸亞鐵溶液和0.1～1mol/l的硅酸鈉溶液，所述硅酸鈉溶液用濃硫酸調(diào)ph至6.0-6.8，取上述硫酸亞鐵溶液加入到上述硅酸鈉溶液中，使混合溶液中鐵與硅的摩爾比為1:100～1:300，攪拌熟化1～2h后，即得到亞鐵活化硅酸；

3)配制鐵離子濃度為0.1～1mol/l的聚合硫酸鐵溶液，所述聚合硫酸鐵溶液的堿化度b＝0.5～1.5；

4)向待處理的低溫污水中加入步驟1)配制好的pam溶液，使水中pam濃度達(dá)到0.05～3mg/l，同時(shí)以g140～250s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行快速攪拌并計(jì)時(shí)，在30s～60s之間加入步驟2)配制好的亞鐵活化硅酸，使水中硅的濃度達(dá)到0.5～80mg/l，加入亞鐵活化硅酸30s之后，加入步驟3)配制的聚合硫酸鐵溶液，使水中鐵離子濃度達(dá)到0.5～30mg/l，繼續(xù)快速攪拌1min，然后以g40～100s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行慢速攪拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成低溫污水的混凝處理。

所述低溫污水的溫度為0～10攝氏度。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中的一種低溫濁水的混凝方法，包括以下步驟：

1)配制質(zhì)量濃度為0.05％的pam溶液，所述pam的分子量為300萬(wàn)以上；

2)配制0.1mol/l的硫酸亞鐵溶液和0.5mol/l的硅酸鈉溶液，所述硅酸鈉溶液用濃硫酸調(diào)ph至6.0，取上述硫酸亞鐵溶液加入到上述硅酸鈉溶液中，使混合溶液中鐵與硅的摩爾比為1:100，攪拌熟化1～2h后，即得到亞鐵活化硅酸；

3)配制鐵離子濃度為0.1mol/l的聚合硫酸鐵溶液，所述聚合硫酸鐵溶液的堿化度b＝0.5；

4)取當(dāng)?shù)啬澈?～5℃的湖水為待處理原水，向待處理原水加入步驟1)配制好的pam溶液，使水中pam濃度達(dá)到0.05mg/l，同時(shí)以g140s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行快速攪拌并計(jì)時(shí)，在30s～60s之間加入步驟2)配制好的亞鐵活化硅酸，使水中硅的濃度達(dá)到0.5mg/l，加入亞鐵活化硅酸30s之后，加入步驟3)配制的聚合硫酸鐵溶液，使水中鐵離子濃度達(dá)到0.5mg/l，繼續(xù)快速攪拌1min，然后以g40s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行慢速攪拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成原水的混凝處理。

同時(shí)以市售pac(聚合氯化鋁，堿化度為2左右)做參照混凝劑，將其一次性加入同等條件的待處理原水中，加入量為25mg·l^-1，以g40s^-1的攪拌速度梯度快速攪拌2min、以g40s^-1的攪拌速度梯度慢速攪拌絮凝10min，沉淀15min；

取未處理的原水、按照本發(fā)明方法處理后的水以及采用市售pac處理后的水，對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表1所示。

表1

由表1可知，本發(fā)明與市售pac常規(guī)混凝法相比，沉后水各項(xiàng)指標(biāo)均好于常規(guī)混凝法。尤其表現(xiàn)在濁度控制上，濁度控制是混凝處理最關(guān)鍵的指標(biāo)。使用本發(fā)明的方法，可以有效改善低溫對(duì)混凝的抑制作用，同時(shí)codcr、總磷去除率高于常規(guī)混凝方法。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中的一種低溫濁水的混凝方法，包括以下步驟：

1)配制質(zhì)量濃度為0.25％的pam溶液，所述pam的分子量為300萬(wàn)以上；

2)配制0.5mol/l的硫酸亞鐵溶液和1mol/l的硅酸鈉溶液，所述硅酸鈉溶液用濃硫酸調(diào)ph至6.5，取上述硫酸亞鐵溶液加入到上述硅酸鈉溶液中，使混合溶液中鐵與硅的摩爾比為1:300，攪拌熟化1～2h后，即得到亞鐵活化硅酸；

3)配制鐵離子濃度為0.5mol/l的聚合硫酸鐵溶液，所述聚合硫酸鐵溶液的堿化度b＝1.0；

4)選取某小區(qū)生活污水，取樣后水樣置于1℃冰柜中保存，作為待處理原水，向待處理原水中加入步驟1)配制好的pam溶液，使水中pam濃度達(dá)到2mg/l，同時(shí)以g200s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行快速攪拌并計(jì)時(shí)，在30s～60s之間加入步驟2)配制好的亞鐵活化硅酸，使水中硅的濃度達(dá)到40mg/l，加入亞鐵活化硅酸30s之后，加入步驟3)配制的聚合硫酸鐵溶液，使水中鐵離子濃度達(dá)到15mg/l，繼續(xù)快速攪拌1min，然后以g70s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行慢速攪拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成原水的混凝處理。

本實(shí)施例處理后的水與原水指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如表2所示。

表2

由表2可知，使用本發(fā)明混凝方法處理后水的濁度、codcr、總磷、總氮均顯著下降。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中的一種低溫濁水的混凝方法，包括以下步驟：

1)配制質(zhì)量濃度為0.5％的pam溶液，所述pam的分子量為300萬(wàn)以上；

2)配制1.0mol/l的硫酸亞鐵溶液和0.1mol/l的硅酸鈉溶液，所述硅酸鈉溶液用濃硫酸調(diào)ph至6.8，取上述硫酸亞鐵溶液加入到上述硅酸鈉溶液中，使混合溶液中鐵與硅的摩爾比為1:200，攪拌熟化1～2h后，即得到亞鐵活化硅酸；

3)配制鐵離子濃度為1mol/l的聚合硫酸鐵溶液，所述聚合硫酸鐵溶液的堿化度b＝1.5；

4)選取晉城某小區(qū)生活污水作為待處理的原水，向待處理的原水中加入步驟1)配制好的pam溶液，使水中pam濃度達(dá)到3mg/l，同時(shí)以g250s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行快速攪拌并計(jì)時(shí)，在30s～60s之間加入步驟2)配制好的亞鐵活化硅酸，使水中硅的濃度達(dá)到80mg/l，加入亞鐵活化硅酸30s之后，加入步驟3)配制的聚合硫酸鐵溶液，使水中鐵離子濃度達(dá)到30mg/l，繼續(xù)快速攪拌1min，然后以g100s^-1的攪拌速度梯度進(jìn)行慢速攪拌絮凝5～10min，沉淀2～3min，即完成原水的混凝處理。

本實(shí)施例處理后的水與原水指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如表3所示。

表3

由表3可知，使用本發(fā)明混凝方法處理后水的濁度去除率維持在95％以上，氨氮去除率可達(dá)到20％左右，總磷去除率維持在90％以上。