两种类型混凝剂SC影响特性的研究

杨万东 石颖 李圭白
（哈尔滨建筑大学）

　　摘 要：本文给出一种实验方法，通过该实验，研究了我国地表水处理常用的两种混凝剂 的SC影响特性，进而对其进行了分析和比较。
　　关键词：流动电流、混凝剂、影响特性、混凝控制

Research on the effective characteristics of SC value of two
kinds of the coagulant
Yang Wandong Shi Ying Li Guibai
(School of Municipal & Environmental Engineering Harbin University of civil Engineering & Architecture Harbin 150090 China)

　　Abstract: An experimental method is presented in this paper , and the effective characteristics of SC value of the two kinds of coagulant which are widely used in surface water treatment process in our country are researched ,then the result of the effect is discussed and compared.
　　Keywords: Streaming Current, Coagulant, Effective Characteristics, Coagulant,Automatic Control.

0. 前言

　　在混凝投药控制领域中，SC法混凝投药控制作为一项国际领先的实用技术，近年来在我国的水处理厂应用越来越广泛^[1]。从80年代末到现在，国内外学者一直在应用实践中不断完善发展该项技术。SC是流动电流（Streaming Current）英文字头的缩写。流动电流（SC）是胶体化学中带电微粒的四种电动现象之一。SC法混凝投药控制投术是基于胶体化学原理，从混凝的基本原理出发，利用现代控制理论和检测手段所形成的最新的混凝控制技术。
　　该技术在实用中依据SC传感器检测水中胶体的SC变化值来实现系统的自动控制，因此，研究不同因素的SC响应变化对该技术的推广应用有重大的价值。
　　投加混凝剂将引起SC值的显著变化，这也是SC法混凝投药控制技术应用的基础^[2]。但不同类型的混凝剂其SC影响特性是不相同的，如何进行比较和区分对该技术在实际的应用中将具有决策性的指导意义。
　　我国地表水处理主要应用的无机盐类混凝剂是以铝盐和铁盐为主^[3]，本研究就是基于这两种类型的混凝剂而进行的。

1. 实验方法

　　投加混凝剂的结果是为了得到合格的水质，这是混凝的最终目的。水处理厂中一般以沉淀池出水浊度大小作为衡量混凝效果的指标，而SC法混凝投药控制系统的目标值也是沉淀池出水浊度。因此，判定不同种类混凝剂对SC的影响必须以混凝效果为前提，即在达到相同沉淀水浊度的前提下，不同种类混凝剂所产生的SC值的变化大小才具有可比性。
　　据此，首先做筛选实验，即不同投药量时的沉后水余浊。然后选出相近余浊所对应的两种混凝剂的不同投药量的范围，再做两组重现性实验，验证后得出沉后~余浊曲线。
　　根据沉后~余浊曲线，取余浊相同的两种不同混凝剂投量分别测定SC值。SC值本身是一个无量纲的数值，其相对值的大小才反映投药效果的好坏，所以将测定的不同药量的SC值减去所投加原水的SC值得ΔSC，消除仪器本身和原水特性造成的误差。最后整理比较，确定SC的影响程度。

2. 实验装置及材料

　　实验采用的原水为松花江水，浊度：8.5NTU，水温：10.0℃，pH：7.0，混凝剂铝盐为鞍山产聚合氯化铝，Al₂O₃含量为29.3%；铁盐为哈尔滨产液态聚合铁，Fe₂O₃含量为4.6%；实验室内采用烧杯实验来确定混凝效果，投药后的水经快搅和慢搅后，静沉取上清液测定余浊。SC值的测定采用哈尔滨现代水技术发展公司生产的SC-3000型成套产品，实验中传感器在固定水槽中连续检测SC值5分钟，取平均值作为该水样的SC值。

3. 实验结果及分析

　　实验结果见图1~5。图1和图2为混凝剂~余浊曲线，图3和图4为混凝剂~SC曲线，比较图1~4四个图，将投药量消去，得到两条余浊~SC曲线，见图5。

　　在图5中，曲线①是铝盐作用下的余浊～SC曲线，曲线②是铁盐作用下的余浊～SC曲线。

　　从这两条曲线可以看出，①曲线显著地比②曲线要陡很多，即斜率要大于曲线②。如果令y′=dsC/dT_余，曲线①斜率为y′①，曲线②为_y′②

　　　　　　　　　　　则y′①＞_y′② (1)

　　也就是说曲线①单位余浊变化的SC变化量大于相应的曲线②，那么，当曲线①的单位余浊发生改变时其SC的响应就大于相应的曲线②。
　　一般地，若把某种混凝剂作用条件下，单位余浊的改变量所能引起的SC值的变化量定义为此种混凝剂条件对SC响应的灵敏度，那么，从上述的讨论中可以看出，曲线①是铝盐的作用曲线，而曲线②是铁盐的作用曲线，因此可以判定铝盐对SC响应的灵敏度要大于铁盐。

4. 结论

　　通过比较实验可以确定不同类型混凝剂的SC影响特性。从上述的实验结果我们可以得出，铝盐类混凝剂对SC响应的灵敏度要大于铁盐类，因此，在实际应用中，可根据上述特性来决定SC法混凝投药控制系统的各个参数。比如在以铁盐为混凝剂的控制系统中，SC检测的放大倍数应稍大些，调整控制的参数也应使系统的灵敏度更高些。

参考文献

　　[1] 杨万东，流动电流法混凝投药控制应用技术的研究[D]。哈尔滨：哈尔滨建筑大学，1995。
　　[2] 崔福义，李圭白，曲久辉，“流动电流的原理、测定与应用”[J]，给水排水，1991（4）：16~19。
　　[3] 杨钦，严煦世，许保玖，给水工程(下册)，中国建筑工业出版社，1987，7。