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——過濾，按原設(shè)計(jì)混凝劑采用三氯化鐵，投產(chǎn)兩年以來生產(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)稱聚鐵）是我國(guó)80年代崛起的一種性能優(yōu)良的新型無機(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)，滿足各生產(chǎn)部門工業(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凈化工藝過程

凈化工藝過程見圖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)要求無不良影響，各種類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。