The treatment of High Algae Content Chaohu Lake Source Water by HCA-1 Cation Water Treatment Chemical
合肥市自來水公司中心化驗室
姚 萱 摘要：巢湖是合肥市供水水源之一，多年來由于水體富營養化程度不斷加劇，水體中藻類繁殖，藻含量最高時達5億個/L，給制水生產帶來困難。通過實驗室及生產上應用，我們證實在使用無機混凝劑的同時籍助HCA-1的強陽離子基團和活性吸附基團，可將藻類大量吸附下沉，提高混凝效果，在保證出水水質的前提下節約藥耗15～30%，降低制水成本12.7～23.6%,因其便于投加、運輸、儲存，因而它是一種高效、經濟實用的凈水材料。
關鍵詞：HCA-1高藻水、陽離子、巢湖 Abstract:Chaohu lake is one of the sources of water supply in Hefei.Since the eutrophication in the lake is more and more serious these years,the algae propagates to large amount,up to five hundred million per litre.Tthat leads to a bad effect on flocculation.Through laboratory test and full-scall investigations,we found that the application of inorganic coagulant together with HCA-1,using its strong cation radical and the active adsorption radical,can adsorb a puantity of algae,and then the algae can be removed after sedimentation,Meanwhile the application of HCA-1 can improve the effect of coagulation,to achieve the same water supply quality,the coagulant dosage was reduced by 15-25% and the water-product costs can be reducedby 12.7-23.6%,It is convenient in additive and transportation and store.So HCA-1 is one kind of effective and economical water treatment chemical.
Keywords:HCA-1 High algae content water cation chaohu lake 一、產品簡述 HCA-1陽離子凈水劑屬二甲基二烯丙基季胺鹽，由江蘇太倉化工建材總廠和上海理工大學聯合研制生產，由江蘇省衛生防疫站監督檢驗，質量符合生活飲用水處理劑標準。市售HCA-1固含量為40%，分子量在10萬左右，陽離子度>90%，殘余單體3.9%，商品的毒性及致畸變性實驗由蘇州醫學院及第地琿醫大學檢測證實：急性經口毒為輕度蓄積性；Ames試驗、微核發生率及精子畸變率證明HCA-1原液無致敬突變作用。在生產應用中HCA-1的投加量低于0.3mg/L，遠低于毒性試驗中所提出的5%應用液的濃度，因而在使用上是較安全的。
HCA-1屬陽離子型線型高分子聚合物，水溶性好，能完全溶解于水呈真溶液。其作用機理是籍助聚合物本身含有的陽離子基因和活性吸附基團，對懸浮膠粒和含負電荷的物質通過電中和和吸附架橋等作用使之失穩、絮凝。由于有機高分子有極高的聚合度故其架橋作用遠較多核型無機混凝劑強烈。
在巢湖高藻期，大量藻類飄浮在池的上部，水體PH值上升，混凝效果差，出水水質下降，水大量藻類進入濾池增加了濾池的負擔。由于藻類表面帶負電荷，易與陽離子型HCA-1接觸，使其絮凝成才，加速其沉淀去除。雖然加液氯可去除部分藻類，但成本高，同時易造成鹵代烴的大量生成。 二、實試室小試： 實驗室燒杯試驗使用六聯攪拌機進行，于1000mL燒杯中置1000mL水樣，加入藥劑后以300r/min，接著以100r.min反應8min，靜止沉淀20min后測定上清液的余濁。混合及反應部分的G值分別為192及43.85-1，GT值分別為23040和21024。試驗時將HCA-1配制成1%的稀溶液的，混凝劑采用亞鐵氯化液FeSO4CL2=7:1(簡稱鐵）、液體聚合鋁AL2O3：12%（簡稱鋁），以HCA-1作為助凝劑，以不同混凝劑、不同的投加量及助凝劑的投加之間進行對比，從各系列試驗中確定每次實驗的最佳投量。試驗結果見下表： | 試驗時間 | 源水情況 | 原材料投加情況 | 最佳投量（mg/L) | 余濁（NTU） | | 98.04.15 | 濁度：39NTU PH值：7.15 | 鐵 | 25 | 4.3 | | 鐵+HCA-1 | 20+0.15 | 4.6 | | 98.04.16 | 濁度：26NTU PH值：7.16 | 鋁 | 20 | 12.4 | | 鋁+HCA-1 | 20+0.10 | 3.4 | | 98.05.20 | 濁度：20NTU PH值：8.40 藻類：1500萬個/L | 鋁+鐵 | 20+15 | 5.9 | | 鋁+鐵+HCA-1 | 15+15+0.1 | 6.0 | | 鋁+鐵+HCA-1 | 15+15+0.1 | 1.74 | | 鋁+HCA-1 | 30+0.2 | 1.84 | | 鋁 | 40 | 2.3 | | 98.05.21 | 濁度：24NTU PH值：8.59 藻較多水呈淡綠色 | 鋁 | 40 | 4.2 | | 鋁+HCA-1 | 40+0.1 | 3.1 | | 鋁+HCA-1 | 30+0.2 | 3.1 | | 鋁+HCA-1 | 30+0.1 | 4.4 | | 鐵+HCA-1 | 30+0.2 | 2.2 | | 98.05.22 | 濁度：58NTU PH值：9.16 藻類：3500萬個/L | 鋁+鐵+HCA-1 | 20+40+0.2 | 2.3 | | 鋁+鐵+HCA-1 | 25+30+0.2 | 5.5 | | 鋁 | 74 | 5.9 | | 鋁+鐵 | 40+30 | 5.9 | | 98.09.01 | 濁度：25NTU | 鋁 | 30 | 5.9 | | | PH值：9.19 | 鋁+HCA-1 | 25+0.2 | 4.0 |
在試驗中我們發現，投加HCA-1后礬花出現時間早，分離效果好，下降迅速。從上表中可以看出：HCA-1投加量少，不論與聚合鋁和亞鐵氯化液作用都可起到助凝作用；在水體藻類含量、PH值高時其助凝效果同樣明顯，且與亞鐵作用較鋁鹽為好，制水成本下降，因而有必要進行生產性試驗，以進下驗證其結果。 三、生產性試驗： 將HCA-1配制成5%濃度，放入高位池中溶解，充分攪拌，重力投加。試驗時選取合肥第五水廠的兩套完全平行的處理系統，其設計參數和建筑物結構完全相同。控制水量和反應池出水濁度基本相同。用亞鐵氯化液（FeSO4:Cl2=7:1)和液體聚合鋁（Al2O2：12%）作為混凝劑。其中2#反應池在投加混凝劑的同時投加液氯以殺藻助凝，而3#反應池在混凝劑投回lmin后，投加HCA-1水溶液。對比兩組沉淀池出水余濁、藥耗。檢測頻度為每小時一次。在試驗中兩組反應池亞鐵氯化液投加量固定在20mg/L，用計量泵來調節聚合鋁的投加量。試驗期間源水濁度78～230NTU，藻類含量1.76～4.6億個/L，PH值：9.18。試驗日期為6月10～14日，以沉淀池較反應池出水濁度的去除率考察其凈水效果。試驗數據的統計結果見圖1和圖2： 
在生產試驗過程中我們觀察到，3#沉淀池由于投加了HCA-1池面的浮藻明顯減少，意義不僅在于提高出水水質，且減輕了濾池的負擔。投加0.1mg/LHCA-1后3#池的實際制水成本較2#池下降12.7%，且原水藻類含量越高效果越明顯。
98年6月19日--22日在同樣取用巢湖源水的合肥第四水廠也進行了HCA-1的投加試驗，HCA-1平均投加量為0.25mg/L，投藥點采用混合后lmin和絮凝中段各攤販一半劑量的方法試驗后將數據與試驗前后的沉淀池出水水質和藥耗進行對比。試驗結果為在相同沉淀池出水水質的條件下，投加0.25mg/L的HCA-1可節約藥耗30%。四水廠在98年、99年高藻期間均采用投加HCA-1來處理巢湖高藻水，凈水效果明顯。實際制水成本下降23.6%。出水水質經國家城市供水水質監測網合肥監測站檢測水質符合《國家生活飲用水衛生標準》。 四、 結論 以HCA-1為助凝劑處理巢湖高藻水具有明顯效果，適用的PH值的范圍也較廣。在保證出水水質的前提下，當投加量在0.1--0.25mg/L時可節約藥耗15——30%，降低制水成本12.7--23.6%，遏制了鋁鹽、液氯大量投加所帶來的負作用。投加HCA-1后，池面浮藻明顯減少，減輕了濾池的負擔。產品毒性低，投加量少，投加方式簡單，運輸、儲存方便，是一種高效、經濟、安全的凈水材料。 參考文獻
（1）費渭泉 蘭州市自來水公司 陽離子型有機高分子混凝劑HCA-1處理蘭州水，城鎮供水.1993:1:7-10 | 
