聚合氯化铝／PDM 复合混凝剂对冬季太湖预加氯水的
处理研究
李潇潇，张跃军，赵晓蕾，朱玲玲，苏 林
(南京理工大学化工学院，江苏南京210094)
摘要：用特征黏度系列化的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)与聚合氯化铝(PAC)复合得到稳定的复合混凝剂，通过混凝烧杯实验，考察了复合混凝剂对冬季低温预加氯太湖水的脱浊效果及絮团沉淀性能。结果表明，对浊度为25～26 NTU，温度为5～9℃的太湖水，在预加氯工艺基础上，达到现有2 NTU沉淀池出水的浊度标准的情况下，PAc需投加量3．29 mg／L，而PAC／PDM质量复合比例分别为5：1、10：1、20：1的复合混凝剂所需PAC投加量随PDM特征黏度0．55 dL／g、1．53dL／g、2．47 dL／g的增加为2．66～2．53 m#L，2．81～2．68 m#L，2．98～2．79 m#L，相对于PAC减少投加量19．15％ ～23．10％ ，14．59％ ～18．54％ ，9．42％ ～15．20％ 。在为将来深度处理作技术准备，沉淀出水浊度要求提高至1 NTU的情况下，PAC投加量需4 mg／L以上的投加量，而质量复合比例为20：1～5：1的PAC(以 AI203 计)／PDM复合混凝剂需3．9o～3．16 mg／L的投加量。结果表明：以现有原水预加氯工艺为基础，PDM可以明显提高PAC的混凝脱浊效果，且PAC／PDM复合配比越低，PDM特征黏度越高，复合混凝剂的脱浊效果与沉淀性能越好。
关键词：聚合氯化铝；聚二甲基二烯丙基氯化铵；预加氯；强化混凝
中图分类号：TU 991 文章编号：1005—9830(2008)04—0506～06
太湖流域是我国人口最集中、经济最发达、城镇化程度最高的地区之一。但近年来，太湖流域水环境却不容乐观，水环境质量下降造成的水质性缺水已严重制约了该地区经济社会的可持续发展 。冬季太湖处于枯水期，水中污染物浓度较高，并含有一定的藻类，呈典型的微污染特性，同时水温较低，在5℃左右。水质的恶化和低水温给供水生产带来了较大的困难，也严重影
响到了沿岸人民的饮用水安全。
以太湖水为水源水的某市水厂采取了预加氯氧化配以硫酸铝常规混凝的方法来对太湖水进行处理，但在冬季低温隋况下，该方法往往仍难以使出水达到设计标准。在现有工艺条件下选择优质高效的混凝剂来强化混凝的方法是解决这一问题的出路之一 。聚合氯化铝(PAC)是我国原水处理中使用最为广泛的混凝剂之一，有高效廉价的特点。但在形态、聚合度及相应的混凝效果方面，PAC仍处于硫酸铝等传统金属盐混凝剂与有机絮凝剂之间的位置，通过与有机高分子复合的方式来克服其缺点、强化其效能对于探求优质高效的混凝剂将具有十分重要的意义 。聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)是阳离子型有机高分子絮凝剂的一种，其作为助凝剂与无机混凝剂复合使用能对高藻水、低浊度水等难处理原水有好的处理效果 。但是迄今为止国内外报道的PDM为助凝剂的复合混凝剂的研究及应用工作均受到其制备或购得的PDM相对分子质量低，品种单一未系列化或含丙稀酰胺扩链剂的限制，
致使复合混凝剂的优势得不到充分体现。
本文以系列化有机高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)与聚合氯化铝(PAC)复合，制备优质稳定的复合混凝剂，应用于某市某水厂经现有预加氯工艺处理后的冬季低温含藻太湖水混凝脱浊，以期为研制新型复合混凝剂和获得其对低温含藻水的脱浊作用规律的认识，及其在现有水厂工艺条件下的实际应用做前期探索。
1 实验
1．1 仪器与试剂
仪器：散射式浊度仪，Qz201型，苏州青安仪器有限公司生产；六联程控搅拌器，TA6．Ⅱ型，武汉恒岭有限公司生产。
药剂：聚合氯化铝(PAC)，液体，含量以A12O3 计为10％ ，碱基度约75％ ，工业品；有机阳离子高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)，选取0．55、1．53、2．47 dL／g三种特征黏度，均为工业品。
药剂的配置：(1)PAC溶液的配制。按A12O3计，把PAC配制成一定质量分数的溶液投加；(2)复合药剂的配制。PAC按A12O3，计，把PAC和PDM配成5：1、10：1、20：1三种质量配比的复合药剂，使用时一次性投加。复合混凝剂组成按以下面方法表示：PAC／PDM(PDM特征黏度／质量比例)，其中PDM特征黏度单位为dL／g。
水样：某市某水厂在实际生产中采取了预__加氯工艺，以先杀灭部分藻类，同时强化混凝效果。水样取自某市某源水厂预加氯后取水点，一次取足量，在20～30 min内取完，以尽量保证水质的一致性。实验所用水样预加氯量为1．04 mg／L，温度为5～9 ，浊度在25～26 NTU，CODMn为4．85 mg／L，预加氯后藻含量为6．45×103个／mL。
1．2 混凝除浊性能评价
1．2．1 烧杯搅拌实验
在一组烧杯中加入1 000 mL水样置于六联搅拌仪中。于快速搅拌(300 r／min)下加入一定量的混凝剂。300 r／min快速搅拌15 S后，以100 r／min中速搅拌一定时间，再以30 r／min慢速搅拌一定时间后静置沉淀，在沉淀时间为10 min与30 min时分别于液面下约2 cm处取上清液测定其浊度。
1．2．2 处理效果评价方法
投加不同量无机混凝剂或复合药剂于原水中，采用选定的搅拌条件搅拌，考察各药剂在不同投加量时所能达到的剩余浊度和每一种药剂所能达到的最低剩余浊度，以比较不同混凝剂对冬季太湖水的混凝脱浊效果。同时，通过考察经10min或30 min沉淀达相同剩余浊度时，各药剂投加量的剂量差，比较不同混凝剂处理过程中絮团的沉淀性能。
1．2．3 混凝搅拌强度的选择
实验当时某市某水厂投加硫酸铝3．5～4．0 mg／L，而该厂沉淀池出水要求达到2 NTU以下。以此作为参考，通过混凝烧杯实验

选择与水厂实际混凝强度较为接近的搅拌条件。该搅拌条件最终确定为：于快速搅拌(300 r／min)下加入一定量的混凝剂，先以300 r／min快速搅拌2 mien，后以100 r／min中速搅拌3 min，再以30 r／min慢速搅拌3 min后静置沉淀。
2 结果与讨论
2．1 各药剂脱浊效果
2．1．1 复合混凝剂PAC／PDM(卵=0．55 dL／g)的脱浊作用
用特征黏度为0．55 dL／g的PDM与PAC复合，选取5：1、10：1、20：1三种PAC／PDM配比的复合药剂进行实验。投加不同剂量混凝剂于冬季太湖水中，采用1．2．3节选定的搅拌条件进行混凝脱浊处理，结果见图1、图2。

2．1．2 复合混凝剂PAC／PDM(卵=1．53 dL／g)的脱浊作用
用特征黏度为1．53 dL／g的PDM与PAC复合，选取5：1、10：1、20：1三种PAC／PDM质量的复合药剂进行实验。投加不同剂量混凝剂于冬季太湖水中，采用1．2．3节选定的搅拌条件进行混凝脱浊处理，结果见图3、图4。

2．1．3 复合混凝剂PAC／PDM(卵=2．47 dL／g)的脱浊作用用特征黏度为2．47 dL／g的PDM与PAC复合，选取5：1、l0：1、20：1三种PAC／PDM配比的复合药剂进行实验。投加不同剂量混凝剂于冬季太湖水中，采用1．2．3节选定的搅拌条件进行混凝脱浊处理，结果见图5、图6。
2．1．4 脱浊效果整体比较
某市某水厂实际生产中沉淀池出水要求达到2 NTU以下，才能使出厂水达到国家供水水质标准。在图1～6中，在剩余浊度为2 NTU处作平行于横轴的直线，与各药剂投加量一浊度折线相交，读取交点的横坐标值，可得到各药剂在剩余浊度达2 NTU时所需的药剂投加量；同时，把达到2 NTU沉淀l0 min与30 min所需的药剂剂量相减，得到剂量差，见表1。


2．2 PAC／PDM 复合配比与脱浊效果、药剂使用量间的关系从图1～6可看出，在使用PAC及其与PDM复合混凝剂处理太湖加氯水过程中，随着药剂投加量的增加，剩余浊度不断降低。同时，复合药剂的处理效果优于单独使用PAC的处理效果，在低加药量的情况下尤为明显。从表1可以看出，对冬季太湖水，沉淀30 min，要使出水浊度达到2NTU的水厂沉淀池出水浊度标准，PAC需投加量3．29 mg／L，而复合比例分别为5：1、10：1、20：1的PAC(以A12O3 计)／PDM复合混凝剂所需PAC投加量为2．66～2．53mg／L，2．81～2．68 mg／L，2．98～2．79 mg／L，相对于PAC减少投加量19．15％ ～23．1O％ ，14．59％ ～18．54％ ，9．42％ ～15．20％。因此PAC／PDM复合比例越低，脱浊效果越好。原因在于PDM作为一种水溶性阳离子聚合物，除了具有一般高分子混凝剂的架桥、卷扫功能外，还因其分子链中正电荷密度高而具有相当强的电中和能力 。其作为助凝剂，与PAC的复合使用，增强了PAC对带负电荷胶体颗粒电中和能力，同时以其巨大的分子结构产生强烈的吸附、网捕、架桥等作用，使水中粒径较大颗粒结成团絮而更利于沉淀，也就大大提高了混凝脱浊效果 。PDM加入多，这种作用越明显。但是，由于PDM价格较高，PDM配入的量越多，复合混凝剂的成本也就会相应提高，在复合混凝剂用于供水处理
的应用过程中应该综合考虑处理效果与PDM配入量间的关系，找出最为经济的复合配比。
2．3 PDM 特征黏度与脱浊效果、药剂使用量间的关系
从表1可以看出，复合比例同为10：1的PAC／PDM复合混凝剂，PDM特征黏度为0．55 dL／g、1．53 dL／g、2．47 dL／g时，所需PAC投加量分别为2．81 mg／L、2．77 mg／L、2．68 mg／L，投加量随特征黏度的增加递减，复合比例为5：1与20：1的PAC／PDM复合混凝剂亦有同样的规律。因此，对冬季太湖水，PDM特征黏度较高，复合混凝剂脱浊效果较好。这是因为随着特性粘度的增大，相对分子质量升高，吸附架桥的能力增强，从而使絮凝效果变好。同时高特性粘度的PDM具有较长的分子链，能更容易被胶
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谢谢提供资料，学习了！

很不错的资料，学习学习！多谢:time:

澄清池使用管理得当，是不应该出现矾花上浮的。这和澄清池的开启度、转速等有关。

堆论文？水厂常年低温低浊跟你情况差不多，试试前投石灰上清液，增加停留时间，就是流量太大了

我这里情况也一样，不过用的是网格反应加斜管沉淀，前期矾花非常多，经过沉淀还有5，6多最多10NTU左右，水经过滤池后才能将到1左右。现在投药点基本不可能改变了，只能是改变停留时间，减小进水量了。但减小了进水量，水经过静态混合器的时候又得不到充分的搅拌，费神那！

我也来学习学习 呵呵

更换药剂。投助凝剂。强化预氧化。