謝登科

（珠海市金灣區(qū)三灶鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心 廣東珠海 519000）

引言

聚合硫酸鐵（PFS）是一種無機(jī)高分子水處理藥劑，其使用效能優(yōu)于傳統(tǒng)混凝劑，且價(jià)格低廉，所以得到了廣泛的應(yīng)用?；罨杷嶙鳛橐环N無機(jī)高分子助凝劑，具有制造工藝簡單，價(jià)格低廉，無有毒有害殘留物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。且在處理低溫低濁水時，不但能夠具有一般有機(jī)助凝劑的特點(diǎn)，還能縮短活化時間，使其膠體顆粒之間形成密實(shí)、沉降快、不易碎的絮體。目前，已有實(shí)驗(yàn)證明將金屬類元素加入到聚硅酸鹽中，能夠制得更無毒性、高效能、適用性強(qiáng)的新型混凝劑[1~3]。該類混凝劑較聚合硫酸鐵(PFS)等傳統(tǒng)混凝劑具有更為優(yōu)異的混凝性能，除濁、除色效率高，形成礬花迅速，絮體大且密實(shí)，沉降快[4~6]。

本試驗(yàn)用聚合硫酸鐵（PFS）做混凝劑，活化硅酸做助凝劑對低溫低濁懸濁液進(jìn)行試驗(yàn)。比較單獨(dú)使用PFS與PFS+PS復(fù)配處理懸濁液的除濁效果以及不同添加量處理下效果的對比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

硫酸鐵、工業(yè)水玻璃，濃硫酸等，均為分析純。

1.2 儀器

721型分光光度計(jì)、pHS-25型pH計(jì)、WGZ-1A型濁度計(jì)等。

1.3 活化硅酸的配制

本實(shí)驗(yàn)以工業(yè)水玻璃和濃硫酸為主要原料，采用加酸熟化法制備活化硅酸助凝劑，準(zhǔn)確量取一定量的工業(yè)水玻璃（SiO2%≥26%)溶解于盛有40mL水的燒杯中，再將其緩慢的加入到一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸溶液中（整個過程沒有凝膠出現(xiàn)），得到的活化硅酸溶液pH為1.0-4.0，然后停止攪拌，室溫（27℃）靜置熟化一定時間，得到二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0-7.0%的活化硅酸溶液。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

配制硅藻土懸濁液，模擬濁度為22.1NTU，溫度為14℃的低溫低濁水。同時準(zhǔn)備pH值為3.0，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%、活化時間為60min的活化硅酸溶液?；炷?絮凝實(shí)驗(yàn)條件：

1.快速攪拌2min，轉(zhuǎn)速150r/min；

2.慢速攪拌10min，轉(zhuǎn)速80r/min；

3.靜置沉降20min。取上層清液測其濁度并計(jì)算去濁率。

1.5 計(jì)算公式

去濁率=[(原始濁度－剩余濁度)/原始濁度]×100%。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 單獨(dú)使用PFS除濁效果

由表1及圖1可知，PFS單獨(dú)使用時，對懸濁液除濁效果如下，投藥量為8.0mg/L時，剩余濁度為1.5NTU，濁度去除率為93.2%，其次為投藥量為6.4mg/L時，剩余濁度為2.1NTU，濁度去除率為90.5%。

表1 PFS單獨(dú)使用時除濁效果

圖1 單獨(dú)使用PFS時除濁效果

2.2 使用PFS和PS復(fù)配時除濁效果

由上表可知，PFS單獨(dú)投放使用時，其投藥量Fe為1.6mg/L時，除濁率僅為27.6%，效果不佳，不作為復(fù)配考慮。由表2可知，當(dāng)PFS投加量的Fe加入量為4.8mg/L時，使用PFS和PS復(fù)配時除濁效果如下，PFS加入量Fe不變，PS加入量Si含量為15mg/L時，除濁效果最佳，剩余濁度為0.8NTU，除濁率為96.3%；其次為PS加入量Si含量為12.5mg/L時，除濁效果其次，剩余濁度為1.3NTU，除濁率為94.1%。

表2 PFS投加量為4.8mg/L時

由表3可知，當(dāng)PFS投加量的Fe加入量為6.4mg/L時，使用PFS和PS復(fù)配時除濁效果如下，PFS加入量Fe不變，PS加入量Si含量為15mg/L時，除濁效果最佳，剩余濁度為0.5NTU，除濁率為97.7%；其次為PS加入量Si含量為12.5mg/L時，除濁效果其次，剩余濁度為0.7NTU，除濁率為96.8%。

表3 PFS投加量為6.4mg/L時

由表4可知，當(dāng)PFS投加量的Fe加入量為8.0mg/L時，使用PFS和PS復(fù)配時除濁效果如下，PFS加入量Fe不變，PS加入量Si含量為15mg/L時，除濁效果最佳，剩余濁度為0.5NTU，除濁率為97.7%；其次為PS加入量Si含量為12.5mg/L時，除濁效果其次，剩余濁度為0.6NTU，除濁率為97.3%。

表4 PFS投加量為8.0mg/L時

由表5可知，當(dāng)PFS投加量的Fe加入量為9.6mg/L時，使用PFS和PS復(fù)配時除濁效果如下，PFS加入量Fe不變，PS加入量Si含量為15mg/L時，除濁效果最佳，剩余濁度為2.3NTU，除濁率為89.6%；其次為PS加入量Si含量為12.5mg/L時，除濁效果其次，剩余濁度為2.9NTU，除濁率為86.9%。

表5 PFS投加量為9.6mg/L時

綜上所述，從圖2可知，不同PFS質(zhì)量單獨(dú)投放使用對比添加不同質(zhì)量PS復(fù)配處理，加入適量的PS均可以增強(qiáng)PFS的除濁效果。當(dāng)PFS加入量Fe的含量為8.0mg/L時，PS加入量Si含量為15mg/L時，除濁效果最佳，剩余濁度為0.5NTU，除濁率為97.7%，當(dāng)PS加入量Si為15mg/L時，剩余濁度最低，除濁效果為最優(yōu)；且當(dāng)PFS投放量Fe為9.6mg/L時，剩余濁度均高于其他投放量，但除濁效果不佳。

圖2 加入不同量活化硅酸的除濁效果

結(jié)語

本文研究了單獨(dú)使用聚合硫酸鐵及添加活化硅助凝劑復(fù)配使用對于低溫低濁水處理效果的影響。得出以下結(jié)論：

低溫低濁懸浮液采用聚合硫酸鐵與活化硅助凝劑復(fù)配處理使用時，其除濁效果較單獨(dú)添加聚合硫酸鐵效果更為顯著。

聚合硫酸鐵濃度相同時，添加的活化硅Si加入量達(dá)到15mg/L時，其除濁效果優(yōu)于其他加入量。

聚合硫酸鐵的Fe投加量在8mg/L時，其除濁效果優(yōu)于其他投加量。