专利名称：助凝去除水中痕量磷的方法
技术领域：
本发明属环境保护领域，特别涉及城市水厂给水处理的一种助凝新技术。
背景技术：
自1996年芬兰的Mlettinen指出磷对饮用水中细菌再生长限制作用以来，关于磷与饮用水管网生物稳定性关系的研究迅速展开。研究指出，对大部分饮用水而言，当总磷浓度低于1μg/l时，磷将成为水中微生物生长的限制因子。因此，在实际水处理工艺中，尽可能地采取措施降低水中磷含量，将会大大降低水中细菌的再生能力，提高饮用水的生物稳定性。
然而，广泛调查数据也表明，目前经常规的给水处理工艺后，大部分管网水中磷含量还不能满足生物稳定的要求，对于I、II类优质水源水，常规的水处理工艺可以将水中的总磷含量降到5ug/L，但这与磷成为水中微生物生长的限制因子依然相差甚远，而对于污染较重的水源水，出水中磷含量还会更高。
由于饮用水中的磷主要通过与混凝剂形成矾花、沉淀而被去除，混凝除磷的效果对控制出水中的磷含量至关重要。已有的研究发现，加大混凝药剂的投量可以一定程度地提高除磷效率，但由此导致药剂费用的大幅提高，为使水厂既不加大投资又达到出水水质生物稳定的目的，有必要寻求一种有效的强化混凝除磷效果的方法。
发明内容
针对常规混凝剂去除水中痕量磷效果不佳的现状，本发明研究成功一种经济有效、运行简便的助凝去除水中痕量磷的方法。
本发明提供了一种助凝去除水中痕量磷的方法，其特征在于，在对城市水源水处理时，于投加常规混凝药剂前投加深度除磷助凝剂，该助凝剂由高锰酸钾与硫酸亚铁按等当量反应而成，现场配制，现场投加，具体投量与待处理水质有关，以高锰酸钾投量计，为2-6mg/L，经快速搅拌3-5min后，仅需加入常规投量20％-40％的常规混凝剂，经常规混合、反应、沉淀及过滤后，即获得满足生活饮用水标准、同时深度除磷的生活饮用水。
本发明的关键技术在于1、深度除磷助凝剂由高锰酸钾与硫酸亚铁按等当量反应而成，现场配制，现场投加，等当量反应如下KMnO4+3FeSO4+7H2O→MnO2+3Fe(OH)3+3SO42-+2K++5H+2、深度除磷助凝剂的具体投量与待处理水质有关，以高锰酸钾投量计，投量的确定原则对饮用水水源，若受污染较严重，高锰酸钾投量取较大值(5-6mg/L)；对保护较好的I、II类水源，高锰酸钾投量取较小值(2-4mg/L)；3、深度除磷助凝剂需在常规混凝剂加入前投加，快速搅拌3-5min后，再加入常规混凝剂。
本发明的水处理工艺流程与城市自来水厂的常规水处理工艺流程相同，即在充分搅拌条件下向源水中投加深度除磷助凝剂快速搅拌3-5min后，加入常规混凝剂经混合、絮凝反应、沉淀、过滤，即可获得深度除磷的生活饮用水。
本发明的优点1、除污染效能优异，投加少量的深度除磷助凝剂就能够起助凝除磷的效果，减少了60％-80％的混凝剂投加量，节约了混凝剂的费用，降低了沉淀池污泥的生成量，并使处理水的相关指标达到国家生活饮用水标准GB5749-1985，也符合卫生部《生活饮用水卫生规范》(卫法监发 161号)；2、采用深度除磷助凝剂强化混凝，不需要改变原有水处理流程，简便易行，经济实用，既可用于新建水厂，也可以用于已建水厂；3、能够根据原水水质、处理水量等参数灵活改变助凝剂投药量以满足不同地区用水要求，具有广谱适应性。
具体实施例方式以下通过实例对本发明作详细说明。
实施例1本实施例中，原水总磷为190ug/L，溶解性磷为170ug/L，浊度12.5NTU，CODMn8.6mg/L，在充分搅拌条件下向原水中加入深度除磷助凝剂，该助凝剂由2mg/L高锰酸钾及6mg/L硫酸亚铁构成，快速搅拌3min后，加入常规混凝剂硫酸铝4mg/L，经常规混合、反应、沉淀及过滤后，出水浊度0.5NTU，CODMn1.6mg/L，总磷及溶解性磷均未检出，其他指标也达到了GB5749-1985的标准。
对比例1本对比例中，原水总磷为190ug/L，溶解性磷为170ug/L，浊度12.5NTU，CODMn8.6mg/L。在充分搅拌条件下加入不同量的常规混凝剂硫酸铝，经常规混合、反应、沉淀及过滤后进行检测。当硫酸铝投量为4mg/L时，出水浊度2.5NTU，CODMn3.0mg/L，总磷78ug/L，溶解性磷56ug/L；当硫酸铝投量达12mg/L时，出水浊度0.5NTU，CODMn2.2mg/L，其他指标达到了GB5749-1985的标准，但总磷8.5ug/L，溶解性磷5.6ug/L，达不到出水水质生物稳定的限值。
实施例2本实施例中，原水总磷为110ug/L，溶解性磷为89ug/L，浊度9.5NTU，CODMn5.6mg/L，在充分搅拌条件下向原水中加入深度除磷助凝剂，该助凝剂由2mg/L高锰酸钾及6mg/L硫酸亚铁构成，快速搅拌4min后，加入常规混凝剂氯化铝5mg/L，经常规混合、反应、沉淀及过滤后，CODMn1.5mg/L，出水浊度、总磷及溶解性磷均未检出，其他指标也达到了GB5749-1985的标准。
对比例2本对比例中，原水总磷为110ug/L，溶解性磷为89ug/L，浊度9.5NTU，CODMn5.6mg/L。在充分搅拌条件下加入不同量的常规混凝剂氯化铝，经常规混合、反应、沉淀及过滤后进行检测。当氯化铝投量为5mg/L时，出水浊度2.0NTU，CODMn3.5mg/L，总磷64ug/L，溶解性磷23ug/L；当硫酸铝投量达12mg/L时，出水浊度1.0NTU，CODMn2.5mg/L，其他指标达到了GB5749-1985的标准，但总磷10.5ug/L，溶解性磷4.6ug/L，达不到出水水质生物稳定的限值。
实施例3本实施例中，原水的浊度为9.7NTU，总磷约为60ug/L，溶解性磷为35ug/L，CODMn4.8mg/L，在充分搅拌条件下向原水中加入深度除磷助凝剂，该助凝剂由2mg/L高锰酸钾及6mg/L硫酸亚铁构成，快速搅拌3min后，加入常规混凝剂氯化铁4mg/L，经常规混合、反应、沉淀及过滤后，CODMn1.2mg/L，出水浊度、总磷及溶解性磷均未检出，其他指标也达到了GB5749-1985的标准。
对比例3本对比例中，原水的浊度为9.7NTU，总磷约为60ug/L，溶解性磷为35ug/L，CODMn4.8mg/L。在充分搅拌条件下加入不同量的常规混凝剂氯化铁，经常规混合、反应、沉淀及过滤后进行检测。当氯化铁投量为4mg/L时，出水浊度4.5NTU，CODMn3.5mg/L，总磷48ug/L，溶解性磷20ug/L；当氯化铁投量达15mg/L时，出水浊度1.0NTU，CODMn2.0mg/L，其他指标达到了GB5749-1985的标准，但总磷10.2ug/L，溶解性磷7.6ug/L，达不到出水水质生物稳定的限值。
实施例4本实施例中，原水的浊度为9.0NTU，总磷约为460ug/L，溶解性磷为350ug/L，CODMn9.8mg/L，在充分搅拌条件下向原水中加入深度除磷助凝剂，该助凝剂由5mg/L高锰酸钾及15mg/L硫酸亚铁构成，快速搅拌5min后，加入常规混凝剂氯化铁6mg/L，经常规混合、反应、沉淀及过滤后，CODMn1.6mg/L，出水浊度0.5、总磷1.0，溶解性磷未检出，其他指标也达到了GB5749-1985的标准。
对比例4本对比例中，原水的浊度为9.0NTU，总磷约为460ug/L，溶解性磷为350ug/L，CODMn9.8mg/L。在充分搅拌条件下加入不同量的常规混凝剂氯化铁，经常规混合、反应、沉淀及过滤后进行检测。当氯化铁投量为6mg/L时，出水浊度6.5NTU，CODMn5.5mg/L，总磷168ug/L，溶解性磷132ug/L；当氯化铁投量达20mg/L时，出水浊度1.0NTU，CODMn2.8mg/L，其他指标达到了GB5749-1985的标准，但总磷46.2ug/L，溶解性磷29.6ug/L，达不到出水水质生物稳定的限值。
实施例5本实施例中，原水的浊度为13.6NTU，总磷约为780ug/L，溶解性磷为670ug/L，CODMn11.8mg/L，在充分搅拌条件下向原水中加入深度除磷助凝剂，该助凝剂由6mg/L高锰酸钾及18mg/L硫酸亚铁构成，快速搅拌5min后，加入常规混凝剂氯化铝8mg/L，经常规混合、反应、沉淀及过滤后，CODMn1.7mg/L，出水浊度0.5、总磷0.8，溶解性磷未检出，其他指标也达到了GB5749-1985的标准。
对比例5本对比例中，原水的浊度为13.6NTU，总磷约为780ug/L，溶解性磷为670ug/L，CODMn11.8mg/L，在充分搅拌条件下加入不同量的常规混凝剂氯化铝，经常规混合、反应、沉淀及过滤后进行检测。当氯化铝投量为8mg/L时，出水浊度8.5NTU，CODMn4.5mg/L，总磷368ug/L，溶解性磷185ug/L；当氯化铁投量达20mg/L时，出水浊度1.8NTU，CODMn3.0mg/L，其他指标达到了GB5749-1985的标准，但总磷20.2ug/L，溶解性磷15.7ug/L，达不到出水水质生物稳定的限值。
权利要求
1.一种助凝去除水中痕量磷的方法，其特征在于，在对城市水源水处理时，于投加常规混凝药剂前投加除磷助凝剂，该助凝剂由高锰酸钾与硫酸亚铁按等当量反应而成，现场配制，现场投加，以高锰酸钾投量计为2-6mg/L，搅拌后加入常规投量20％-40％的常规混凝剂，混合、反应、沉淀及过滤。
全文摘要
助凝去除水中痕量磷的方法属环境保护领域。加大混凝药剂的投量可以一定程度地提高除磷效率，但由此导致药剂费用的大幅提高。本发明在对城市水源水处理时，于投加常规混凝药剂前投加深度除磷助凝剂，该助凝剂由高锰酸钾与硫酸亚铁按等当量反应而成，现场配制，现场投加，以高锰酸钾投量计，为2－6mg/L，经快速搅拌3－5min后，仅需加入20％－40％的常规混凝剂，经常规混合、反应、沉淀及过滤。本发明除污染效能优异，投加少量的深度除磷助凝剂就能够起助凝除磷的效果，减少了60％－80％的混凝剂投加量，节约了混凝剂的费用，降低了沉淀池污泥的生成量，并使处理水的相关指标达到国家生活饮用水标准，不需要改变原有水处理流程，简便易行，经济实用，具有广谱适应性。
文档编号C02F1/52GK1962476SQ200610144298
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月1日 优先权日2006年12月1日
发明者杨艳玲, 李星, 彭永臻, 贾锋, 李圭白 申请人:北京工业大学