飲用水源水無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理

祁盛恒

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健的發(fā)展，我國(guó)人民的生活水平也得到了快速的提高。在日常生活當(dāng)中，有必要滿足人民的基本用水需求。但是，根據(jù)不少水庫(kù)的實(shí)際調(diào)查工作發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性無機(jī)金屬污染事件，為了使此類污染得到有效解決，有必要采取行之有效的應(yīng)急處理方法。本課題在分析飲用水源水無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)飲用水源無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，為飲用水源水無機(jī)金屬污染處理效果的提升提供有效建議。

關(guān)鍵詞：飲用水源水；無機(jī)金屬污染；應(yīng)用處理；實(shí)驗(yàn)方法

飲用水源水無機(jī)金屬污染是水庫(kù)常遇到的問題之一，為了解決此類污染問題，就有必要采取有效處理措施。但從現(xiàn)狀來看，城市凈水工藝對(duì)于飲用水源水無機(jī)金屬污染的處理能力還較為薄弱，缺乏行之有效的處理工藝技術(shù)方案。有研究者提出可采取聚合氯化鋁輔助化學(xué)沉淀法進(jìn)行應(yīng)急處理，從而達(dá)到去除污染物的目標(biāo)[1]。鑒于此，本課題以此作為思路，重點(diǎn)對(duì)“飲用水源水無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理”進(jìn)行分析具備一定的價(jià)值意義。

一、飲用水源無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理現(xiàn)狀分析

我國(guó)不少城市存在水資源短缺的情況，主要表現(xiàn)為周圍大的湖泊、江河缺少，難以解決水資源供給問題。在這樣的情況下，人均水資源便呈現(xiàn)不足的情況；與此同時(shí)，在地下水位逐步降低的情況下，在未來對(duì)地表水的依賴程度會(huì)慢慢變大。并且，根據(jù)水庫(kù)調(diào)查工作發(fā)現(xiàn)，容易出現(xiàn)水源突發(fā)污染事件，對(duì)于此類污染事件我國(guó)將重點(diǎn)工作放在了水源水質(zhì)預(yù)警技術(shù)的研究上，并研發(fā)出了一些實(shí)用型的水源水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，利用水源水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)加以對(duì)水庫(kù)水資源情況的監(jiān)控，具備實(shí)時(shí)的作用，能夠更為深入地了解水庫(kù)的水資源情況[2]。但是，值得注意的是，從現(xiàn)狀來看，城市凈水工藝對(duì)水源突發(fā)性污染的應(yīng)急處理能力較為薄弱，例如：對(duì)于飲用水源無機(jī)金屬污染，便缺乏行之有效的處理工藝技術(shù)方案。

考慮到飲用水源無機(jī)金屬污染得到有效處理，便有必要加快應(yīng)急處理方案的制定及實(shí)施。我國(guó)某市根據(jù)市區(qū)水庫(kù)的實(shí)際供水情況，選擇了典型的四類無機(jī)金屬污染物，即：Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+；在采取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)添加堿與聚合氯化鋁的量，觀察對(duì)污染物的清除效果，進(jìn)一步確定了以上四類無機(jī)污染物的最優(yōu)化清除方法，并為污染應(yīng)急處理預(yù)案的制定及實(shí)施提供了必要依據(jù)。

總之，針對(duì)現(xiàn)狀下飲用水源無機(jī)金屬污染在應(yīng)急處理能力方面的不足，有必要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究，掌握應(yīng)急處理方法，確保飲用水源的質(zhì)量及滿足水資源供給需求。

二、飲用水源無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理實(shí)驗(yàn)方法分析

在上述分析過程中，認(rèn)識(shí)到目前我國(guó)部分地區(qū)在飲用水源無機(jī)金屬污染應(yīng)急處理能力上的不足。因此，有必要采取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究，明確應(yīng)急處理可行方案。具體實(shí)驗(yàn)及方法如下：

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）實(shí)驗(yàn)藥劑：為了尋找出有效的飲用水源無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理方案，此次展開了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究，需準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)藥劑包括：①硝酸銅（Cu（NO3）2·3H2O）；②氯化亞鐵（Fecl2·4H2O）；③硝酸鋅（Zn（NO3）2·6H2O）；④硝酸鎘（Cd（NO3）2）；此外，還需要提供相配套的工業(yè)級(jí)聚合氯化鋁、硫酸以及氫氧化鈉。

（2）實(shí)驗(yàn)用水：此次實(shí)驗(yàn)用水的pH值為7.76，濁度2.60，溶解性固體總量為2.86×102mg/L，溶解氧為11.70mg/L，CaCO3中鈣含量為110mg/L，總磷為0.08mg/L，硝態(tài)氮為1.24mg/L。

（3）實(shí)驗(yàn)儀器：需準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)儀器有電子天平、pH計(jì)、混凝攪拌器（JTY-6型）以及電感耦合等離子體光譜儀等。

（二）實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容

做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作之后，進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)和中試實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：

（1） 小試實(shí)驗(yàn)。選用20ml水樣，具備一定濃度的污染物；在采取氫氧化鈉與硫酸溶液滴加的情況下，對(duì)水樣的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后添加劑量不同的聚合氯化鋁，利用上述提到的混凝攪拌器完成相應(yīng)的混凝攪拌實(shí)驗(yàn)，以每分鐘200轉(zhuǎn)的速度攪拌3分鐘，之后以每分鐘70轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行緩慢攪拌15分鐘，然后進(jìn)行半小時(shí)的靜置入沉降，獲取上清液之后，采取上述提到的電感耦合等離子體光譜儀，檢測(cè)水樣當(dāng)中的金屬離子污染物的濃度值[3]。

（2） 中試實(shí)驗(yàn)。對(duì)于中試實(shí)驗(yàn)來說，需在水廠實(shí)施，水廠需結(jié)合自身的工藝需求，進(jìn)行相配合運(yùn)行裝置的設(shè)計(jì)。將水廠的進(jìn)水流速控制在每小時(shí)11噸，通過進(jìn)水流速進(jìn)行上述提到的四類無機(jī)污染物濃度水樣的配置，然后利用聚合氯化鋁輔助加堿化學(xué)沉淀法，以不同污染物的濃度為依據(jù)，添加所需濃度的氫氧化鈉，水廠中試工藝進(jìn)行半小時(shí)的運(yùn)行之后，對(duì)沉淀池出水pH值進(jìn)行檢測(cè)，然后每間隔20分鐘進(jìn)行1次pH值的檢測(cè)；在pH值達(dá)至將上述提到的四類污染物除去時(shí)最優(yōu)化pH的條件下，對(duì)沉淀池殘余污染物的濃度進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)測(cè)定煤濾柱出水殘余污染物的濃度。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

上述針對(duì)硝酸銅（Cu（NO3）2·3H2O）、氯化亞鐵（Fecl2·4H2O）、硝酸鋅（Zn（NO3）2·6H2O）、硝酸鎘（Cd（NO3）2）四類污染物進(jìn)行了小試實(shí)驗(yàn)和中試實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

（1） 小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了使上述四類污染物的去除效果得到有效增強(qiáng)，可采取對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。值得注意的是，對(duì)于加堿化學(xué)沉淀方法來說，具備快速及簡(jiǎn)單的效果，所以在應(yīng)急處理過程中適合應(yīng)用，此方法的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)便是調(diào)節(jié)適合的pH值。在對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)過程中，通常會(huì)選用氫氧化鈉、石灰或者碳酸鈉作為堿性藥劑，而在酸性藥劑方面通常會(huì)選取鹽酸或者硫酸[4]。在此次研究過程中，主要對(duì)飲用水源水進(jìn)行處理，所以需應(yīng)用飲用水處理級(jí)別的藥劑或者食品級(jí)別的藥劑。在以上堿性藥劑當(dāng)中，石灰需要花費(fèi)較大的勞動(dòng)力資源，且在自動(dòng)控制上不易，純堿成本又偏高，所以這兩類通常不適合應(yīng)用；對(duì)于氫氧化鈉來說，因?yàn)榭梢詰?yīng)用液體藥劑，在投入及精度控制上非常方便，并且勞動(dòng)強(qiáng)度低，價(jià)格合適，所以可以應(yīng)用到應(yīng)急處理過程中。此外，對(duì)于酸性藥劑來說，硫酸的有效濃度要高于鹽酸，同時(shí)在腐蝕性上偏低，在價(jià)格上合理，所以可作為首選的一類酸性藥劑，然后應(yīng)用到應(yīng)急處理過程中[5]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：利用調(diào)節(jié)pH值的方法，然后利用加減化學(xué)沉淀的方法，能夠使飲用水水源當(dāng)中的無機(jī)金屬污染得到有效去除，從而飲用水水源的質(zhì)量得到有效提高，達(dá)到供給的標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2） 中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)合水廠進(jìn)水流量的實(shí)際需求，通過所需要污染物濃度水樣的配制，然后對(duì)加堿泵速進(jìn)行調(diào)節(jié)，并調(diào)節(jié)pH值，結(jié)果顯示，采取聚合氯化鋁輔助加堿化學(xué)沉淀方法，可以使初始濃度5倍國(guó)標(biāo)的Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+四類污染物濃度分別降低到0.4413mg/L、0.2062mg/L、0.1306mg/L、0.0076mg/L；10倍國(guó)標(biāo)的Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+四類污染物濃度分別降低到0.4264mg/L、0.1523mg/L、0.9905mg/L、0.0057mg/L；均符合國(guó)家飲用水的標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、結(jié)語

在本次研究過程中，認(rèn)識(shí)到現(xiàn)狀下對(duì)于飲用水源水無機(jī)金屬污染的應(yīng)急處理工藝技術(shù)方案還較為缺乏。因此，有必要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究。本次選擇了典型的四類無機(jī)金屬污染物，即：Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+；在采取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)添加堿與聚合氯化鋁的量，觀察對(duì)污染物的清除效果，結(jié)果顯示：采取調(diào)節(jié)pH值、聚合氯化鋁投加量的方法，同時(shí)輔助加堿化學(xué)沉淀法，能夠使飲用水源水無機(jī)金屬污染得到有效清除，進(jìn)一步使飲用水源水的質(zhì)量得到有效提高，從而達(dá)到供給的需求。

參考文獻(xiàn)：

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