出　　自： 《中國給水排水》 1998年第5期第9頁
發表時間： ：1998-5

馬軍；石穎；劉偉；李圭白
( 哈爾濱建筑大學)

摘要：高鐵酸鹽復合藥劑預氧化對水中藻類的去除試驗表明，投加少量的高鐵酸鹽復合藥劑即可顯著地提高對水中藻類的去除效率。將它與傳統的預氯化除藻工藝進行對比，表明高鐵酸鹽復合藥劑預氧化的除藻效率明顯優于傳統的預氯化工藝。

關鍵詞：除藻 氧化處理 高鐵酸鹽 氯化 混凝

　　由于水體受到污染，水中營養成分濃度較高，在一定的陽光和溫度條件下，藻類過量繁殖。水中藻類嚴重地影響給水處理效果。因藻類一般帶負電，所以含藻水混凝困難，不易形成良好的絮體。由于藻類密度低，其沉淀效果較差。此外，藻類會粘附在濾料表面，使濾池過濾周期縮短。藻類在代謝過程中產生多種嗅味，使水難于飲用。由于藻類的尺寸很小，可穿透濾池進入給水管網，影響管網水質。藻類也是典型的氯化消毒副產物前驅物質，在消毒過程中與氯作用形成三鹵甲烷等多種有害副產物。因此，控制與去除水中藻類具有重要的意義，也是目前給水處理領域普遍關注的問題。
　　水中藻類的去除主要有微濾、氣浮、接觸過濾或投加氧化劑等幾種方式。其中，氧化預處理是去除水中藻類較為普遍采用的方法，可有效地強化現行給水處理工藝的除藻效能，應用較多的是預氯化工藝。雖然預氯化能夠強化對藻類的去除，但在預氯化過程中氯與原水中較高濃度的有機物作用會生成一系列對人體有害的鹵代有機物，因而此工藝的使用逐漸受到各國的限制。近年來，歐美等一些發達國家采用臭氧預氧化除藻，雖然效果較好，但投資大、運行費用高，難于在發展中國家應用。因而急需具有高效、低耗、無副作用等特征，適合我國國情的新型預氧化除藻技術。
　　具有多功能凈水效能的高鐵酸鹽復合藥劑，解決了其生產制備及其穩定性等方面的關鍵問題，使之能夠應用于生產中。高鐵酸鹽是一種氧化能力極強的氧化劑，其在標準狀態下的氧化勢(E°)高達2.20 V，甚至高于臭氧(E°=2.07V)。初期的研究結果表明，高鐵酸鹽復合藥劑具有優良的除污染功能 [1] ，且能顯著地促進混凝 [2] 。

1 試驗方法

　　含藻水取自某人工淺湖，水的顏色呈暗綠色，濁度為10～30 NTU ，pH為7.5～7.7，原水含藻量為8×10 6 ～2×10 7 個/L，水溫15～18℃。
燒杯攪拌試驗在DBJ——六聯定時攪拌器上進行。將含藻水轉移至一系列500 mL的玻璃燒杯中，投加一定量高鐵酸鹽復合藥劑，以300 r/min的轉速攪拌一定時間，再投加一定量的混凝劑[硫酸鋁Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O或聚合鋁(唐山產)]，繼續以300r/min的轉速快攪1min，然后以40r/min的轉速慢攪10min，靜置20min后在水面1cm以下抽取上清液測定水中剩余藻類。
　　藻類的測定采用顯微鏡計數法進行。經鏡檢觀察到水中藻類主要有二形柵藻、光滑鼓藻、粗糙布紋藻、長錐形錐囊藻、螺旋魚腥藻、強氏螺旋藻、水花微囊藻等。

2 試驗結果

　　首先以精制硫酸鋁為混凝劑，將高鐵酸鹽復合藥劑預氧化與單純硫酸鋁混凝兩種情況下的除藻效果進行對比。高鐵酸鹽復合藥劑的預氧化時間為1min。由圖1可見，單純硫酸鋁混凝能使水中藻類濃度有所下降，但去除率甚低，當硫酸鋁投量為20～50mg/L時，沉后藻類去除率僅為20 %～30%；即使硫酸鋁投量高達80mg/L，沉后藻類去除率也僅為50%左右。由圖1可明顯看出，少量的高鐵酸鹽復合藥劑[如0.14mg/L(Fe)]可使沉后藻類顯著下降，當硫酸鋁投量為20～50mg/L時，沉后藻類去除率可達60%左右，而且隨著高鐵酸鹽復合藥劑投量增加，沉后余藻量進一步降低；當高鐵酸鹽復合藥劑投加量為1.4mg/L(Fe)，硫酸鋁投量為80mg/L條件下，沉后藻類去除率高達75%。
　　試驗中發現，高鐵酸鹽復合藥劑加入到水中后被迅速還原，顏色很快消失。通過鏡檢觀察到高鐵酸鹽復合藥劑預氧化使水中藻類活性顯著降低，同時迅速收縮聚結，并在其表面吸附一些微小顆粒。該現象表明，高鐵酸鹽復合藥劑預氧化可顯著地促進水中藻類的凝聚。

　　圖2為高鐵酸鹽復合藥劑預氧化時間對除藻效果的影響。可見，僅需要很短的預氧化時間(如1min)即可取得顯著的除藻效果，隨著預氧化時間延長，沉后藻類濃度進一步下降。

　　考慮到聚合鋁也是目前給水處理中較普遍采用的混凝劑，因此進一步比較了高鐵酸鹽復合藥劑預氧化與單純聚合鋁混凝除藻效果，結果如圖3所示。可以看出，當采用聚合鋁為混凝劑時，高鐵酸鹽復合藥劑預氧化也顯著地提高了沉后藻類的去除率；將水樣用定性濾紙(中速)進一步過濾后，除藻率又有所提高。
　　由于預氯化是較普遍采用的傳統預氧化除藻方法，故進一步將高鐵酸鹽復合藥劑與傳統預氯化除藻效果進行了對比，結果如圖4所示。當采用預氯化除藻時，除藻率隨著投氯量增加而逐漸升高，但當投氯量增加到一定程度后(如2～3mg/L)，除藻率不再進一步提高，而穩定在一定去除率上，即預氯化除藻效果有一定的限度；當采用高鐵酸鹽復合藥劑預氧化除藻時，僅需少量的高鐵酸鹽復合藥劑即可使除藻效果顯著提高，沉后除藻率提高到70%以上，濾后除藻率提高到80%以上。由于高鐵酸鹽預氧化不產生任何有害的鹵代副產物，且同時具有多功能的凈水作用 [1，2] ，因而與傳統的預氯化相比具有顯著的優越性。

3 結語

　　本文通過試驗發現，高鐵酸鹽復合藥劑預氧化可顯著地提高對水中藻類的去除率，除藻效果明顯優于傳統的預氯化工藝。由于高鐵酸鹽復合藥劑同時具有多功能的凈水效果，且對飲用水水質無副作用，因而在含藻水處理上將具有很大的應用潛力。

參考文獻

　　1 馬軍，劉偉，劉慧，等.高鐵酸鹽復合藥劑除污染效能研究.《給水排水》，1988；24(2):21～24
　　2 馬軍，劉偉，李圭白.高鐵酸鹽復合藥劑強化混凝處理低溫低濁水的試驗研究.《給水排水》，1996；23(11):9～11

　　作者簡介:馬軍 教授 工學搏士
　　通訊處:150008 哈爾濱建筑大學新區627信箱
　　(收稿日期 1998-02-12)

　　①國家教委優秀年輕教師基金資助項目