石颖 马军 李圭白
摘 要：探讨了pH值对高铁酸盐复合药剂强化混凝除藻效果的影响规律，分别考察了原水pH为5.0、7.0和10.0条件下高铁酸盐复合药剂预氧化对除藻效率的影响规律。试验结果表明，对于微酸性原水(pH＝5.0)，高铁酸盐复合药剂强化混凝除藻效果最好；随着pH值的提高，高铁酸盐复合药剂强化混凝除藻效果逐渐降低，但即使在较高pH值条件下(pH＝10.0)仍然可取得明显的强化除藻效果。
关键词：除藻；高铁酸盐复合药剂；pH值
中图分类号：TU991.22 文献标识码：A
文章编号： 1000-4602(2000)01-0018-03
Effect of pH Values on Enhanced Algae Removal by Pre-Oxidation with
Composite Ferrate Chemicals
SHI Ying,MA Jun,LI Gui-bai
(School of Munic. and Environ. Eng., Harbin Univ. of Civil Eng. and Architec.,
Harbin 150008,China)
Abstract：The effect of pH on the removal of algae by pre-oxidation with a composite chemical containing ferrate was investigated by jar tests. The results showed that the pre-oxidation greatly enhanced the algae removal with much reduction of residual algae in both settled and filtered water. It was found that maximum removal of algae was achieved at lower pH value of raw water(pH=5) and then the removal efficiency decrease with increase of pH value. However, it was also found that the distinctly enhanced algae removal could be achieved even at higher pH value(pH=10.0)
Keywords：algae removal; composite ferrate chemicals; pH▲
大多数湖泊、水库、河川属于中碱性水体。由于一般淡水水体中碳酸系统的缓冲作用，pH值多在6～9之间变化，有时受浮游藻类强烈光合作用的影响，在午后一段时间随着CO2的消耗，水体的pH值升高；半夜以后，光合作用停止，CO2量在水体中增高，pH值降到最低。但是，如果湖泊、水库发生了水华现象，在强烈的光合作用下，大量的CO2被耗尽，可使pH值急剧升高达到9～10，而一般混凝剂的pH适宜范围则为6.5～7.5。另外藻类形成的浊度，其组成大多为有机质，电动电位(ζ)约在-40 mV以上，具有较高的稳定性，比重小，难于下沉，且藻类自身常粘附在滤料表面，使过滤周期缩短。尽管能够影响混凝效果的因素很多，但混凝过程中的pH是首要因素，因为pH值直接影响水中胶体浊质和藻类的电荷，控制水中化学反应动力学。同时pH决定混凝剂的水解速率和混凝剂水解产物的类型、浓度和电荷，控制金属氢氧化物沉淀在水中的溶解度等。
1 试验方法
为了保持整个试验研究过程中所用含藻水的有机成分和含藻量相接近，采用由试验室培养的藻类来配制含藻水。藻类的生长分为适应期、对数生长期、稳定生长期、衰亡期四个阶段，一般在稳定生长期阶段藻类的数量可以在几天内保持不变，而且有研究报导［1、2］，当藻类的浓度达到(102～103)万个/L时，含藻水的混凝过程会受到严重的影响，即藻类浓度增大时絮体形成较晚或数量很多但絮片小，不易长大。为了使试验结果更具有代表性，选择在镜检发现藻类浓度超过102万个/L时进行试验。试验含藻水浊度29 NTU，水温28 ℃，CODMn＝15.5 mg/L，UV254＝0.36，含藻量为8.4×103万个/L。用6 mol/L浓盐酸和6 mol/L的氢氧化钠调节水的pH值，在不同pH值条件下研究高铁酸盐复合药剂强化混凝除藻的效果。采用DBJ—六联定时搅拌器进行杯罐混凝搅拌试验，将配好的水样分别加入相同体积的烧杯中，投加一定量高铁酸盐复合药剂，以300 r/min转速搅拌1 min再投加一定量的聚合铝，继续以300 r/min转速搅拌1 min，然后以30 r/min慢速搅拌10 min，静置20 min后在水面下1 cm处抽取上清液测定水中的剩余藻类。藻类的测定采用显微计数法进行。经镜检观察到水中藻类主要有衣藻、球藻、二形栅藻等。
2 试验结果
当原水pH值分别为5.0、7.5、10.0时，将高铁酸盐复合药剂强化混凝与单纯聚合铝混凝对水中藻类的去除情况进行对比。结果表明，pH为5.0时，单纯投加聚合铝效果不好，随着聚合铝投量增加，初期除藻效果略有提高；当PAC增加到30 mg/L时，除藻率达到最高点；再增大投加量，除藻效率反而略有下降，这说明对于该含藻水的最佳混凝剂投加量约为30 mg/L。若在投加聚合铝之前投加1.5 mg/L高铁酸盐复合药剂，与单纯投加聚合铝相比，去除藻类的效果得到明显提高。当聚合铝投量为10 mg/L和高铁酸盐复合药剂投量为1.5 mg/L时，沉后藻类去除率就已经达到60%，远高于单纯投加聚合铝时的最大除藻效率40%。
pH为7.5和10.0时，在所采用的聚合铝投量范围内，高铁酸盐复合药剂强化混凝除藻效率均显著高于单纯投加聚合铝的情况。将三种不同pH值的试验结果进行比较，当高铁酸盐复合药剂投量为1.5 mg/L时，pH为5.0、7.5和10.0三种条件下，都在聚合铝投量为40 mg/L时达到最大的除藻率，并且水的pH愈低，最大除藻率愈高。
图1(a)为聚合铝投加量为40 mg/L，相应地改变高铁酸盐复合药剂投量，比较pH 5.0、7.5和10.0时的沉后藻类去除率。显然，无论在酸性、中性还是碱性条件下，沉后藻类的去除率都随着高铁酸盐复合药剂投量的增加而提高；而且随着pH的降低，沉后藻类去除率也相应提高，这与前面所述的结果相一致。由图1(b)还可以看到滤后藻类的去除率也随pH的降低而提高，但随高铁酸盐复合药剂投量的增加，藻类去除率达到很高时这种趋势变得不明显了。
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