柠檬酸调节高pH原水的可行性试验

郑 莉，许泽民，陈国红

(浣江水务股份有限公司，浙江绍兴 311800)

征天水厂位于诸暨市枫桥镇，设计规模为2.0万t/d。水厂处理工艺采用常规处理工艺，即进水—折板反应—平流沉淀—V型滤池过滤—次氯酸钠消毒—出水。原水取自征天水库，通过对征天水库原水水质的常规检测发现，原水的pH常年偏高，尤其是在春夏秋季均超过8.0。原水pH高，不仅影响了聚合氯化铝的絮凝效果，导致矾花轻且不沉淀，增加了出厂水中铝含量超标的风险，同时还会影响后续消毒效果和消毒副产物的生成量，给征天水厂的生产带来了严峻的挑战。

1 征天水厂面临的现实问题

原水的混凝处理是水处理工艺流程的一个重要环节。但是，目前征天水厂进行原水混凝处理所得到的效果并不是非常理想，矾花轻且不沉淀，沉淀池出水浑浊度高，平均为4～5 NTU。聚合氯化铝投加增、减混凝效果均很差，出水浑浊度均没有得到下降，如表1所示。这种现象严重影响了后续的处理，使工作效率低下，滤池负荷大，滤后水出水浑浊度得不到保障。

表1 聚合氯化铝不同投加量时的浑浊度Tab.1 Turbidity under Different Dosages with PAC

2 征天水厂现实问题的具体原因

从原水质量检测的数据中不难发现，征天水库原水pH常年偏高，从4月上旬—10月一路上升，并达到最高峰，10月中旬之后才开始逐渐回落。水体的pH主要受水中游离的CO2以及碳酸盐含量的控制，各种离子浓度的变化都会引起pH的变化，同时，pH也会受到藻类数量的影响。由大量研究数据的分析可知，造成征天水厂聚合氯化铝絮凝效果差、矾花轻、不沉淀的原因是原水的pH常年偏高。为了能够更好地解决征天水厂面临的现实问题，应通过一系列的解决方案来减轻聚合氯化铝絮凝效果差、矾花轻、不沉淀的现象，最安全可靠的方式就是调节原水的pH，而调节原水pH最简单的方式就是加酸。本文主要通过投加柠檬酸来调节原水的pH，以此验证在原水中加柠檬酸是否可以减轻矾花轻且不沉淀的现象。

3 征天水厂现实问题的解决对策

3.1 柠檬酸调节pH的试验

(1)试验方法：取3组不同pH的源水作为水样，投加柠檬酸后，原水的pH值降至7.0，测得此刻柠檬酸的投加量，换算得到每千吨水需要的柠檬酸的量，并将测得的投加量和pH变化量制表绘图，判断柠檬酸投加量和pH变化量的关系。测试投加上述测得的柠檬酸投加量数倍以上水样的色嗅味，检测投加柠檬酸对色嗅味的影响。

(2)试验数据及处理：3组不同源水用试样1、试样2、试样3表示，pH值分别为7.6、7.9、8.2，分别投加柠檬酸使pH值降至7.0，得到柠檬酸投加量分别为4、5、6 kg/kt。试验结果如表2所示，柠檬酸投加量随pH的改变量如图1所示。

表2 不同原水柠檬酸投加试验结果Tab.2 Test Results of Adding Citric Acid in Different Raw Water

图1 柠檬酸投加量随pH下降值变化Fig.1 Variation of Citric Dosages with the Decrease of pH Value

(3)取无色无嗅无味水样，按100 kg/kt投加量将柠檬酸溶解于水样中，色嗅味均无明显变化。

3.2 柠檬酸调节pH对需矾量的影响

(1)最佳需矾量试验，第一组：原水pH值=7.2；第二组：原水pH值=7.7，盐酸调节至pH值=7.2；第三组：原水pH值=7.7，柠檬酸调节至pH值=7.2。

(2)试验步骤：每1组各取5份水样，每份1 L，用1～5编号，分别投加10、11、12、13、14 kg/kt聚合氯化铝，同时搅拌10 min，沉淀40 min，测定此时水样的浑浊度。试验结果如表3所示，各组水样的浑浊度随矾投加量的变化如图2所示。

表3 聚合氯化铝不同投加量时的浑浊度Tab.3 Turbidity under Different Dosages with PAC

图2 不同pH调节药剂、不同矾投加量时水样的浑浊度Fig.2 Turbidity with Different pH Value Adjusting Agents and Different Alum Dosages

4 结语

征天水厂原水的pH常年偏高，针对原水pH较高对水处理的影响问题，可以通过在原水中投加盐酸、柠檬酸的方法来解决，但盐酸属于易制毒化学品，受公安机关管控，采购、使用要求较高。由上述试验可知，投加柠檬酸后的原水pH整体控制在标准范围之内，解决了矾花轻且不沉淀，以及混凝效果差的问题，提高了征天水厂的工作质量和效率。同时，常规投加柠檬酸并不会对水质产生不利的影响，且投加柠檬酸的成本并不高，故此方法可行。