低溫低濁水常規工藝的強化處理

【摘 要】低溫低濁水的常規處理工藝為：原水→混合→絮凝→過濾→沉淀→消毒→出水。本文介紹了低溫低濁水常規工藝強化處理的一些方法，主要通過改善絮凝、過濾、沉淀等過程來提高出水水質。

【關鍵詞】低溫低濁水；強化混凝；氣浮；助濾劑；泥渣回流

1.低溫低濁水難以凈化的原因

低溫低濁水中的雜質，主要是以細的膠體分散體系溶于水中，而且膠體顆粒比較均勻，膠體顆粒具有很強的動力穩定性和凝聚穩定性，并且帶負電的膠體微粒數量很小。所以，為達到電中和所需的混凝劑也少，因此形成的絮凝體細、少、輕、難于沉淀，易于穿透濾層。由于濁度較低，膠體顆粒數H較少，顆粒相互碰撞而聚集的機會減少。水溫低，膠體顆粒的Zeta電位較高，膠體顆粒問的排斥勢能較大，而且此時顆粒布朗運動動能減小，粘滯系數增大，更不利于顆粒碰撞，而使膠體顆粒脫穩困難。水溫低，膠體的溶劑化作用增強，顆粒周圍水化作用突出，妨礙其絮凝。水溫低，水的粘度變大而使沉速減小，加之低溫時氣體的溶解度大，使形成的絮凝體密度降低，溶解氣體大量吸附在絮凝體周圍，也不利于其沉淀。

2.常規工藝的強化處理

2.1強化混凝

2.1.1混凝劑的選擇和應用

低溫低濁度水的顆粒布朗運動強度減弱，使顆粒碰撞的機會大大減少，使凝聚減弱。使用混凝劑，通過電性中和、吸附架橋和卷掃等作用，有助于膠體脫穩。趙海華投加不同劑量的混凝劑處理低溫低濁水，從混凝除濁效果看，三氯化鐵去濁效果最好，硫酸鋁次之，硫酸亞鐵最差；李為兵等通過對低溫低濁水混凝沉淀燒杯試驗和水廠生產性試驗，對硫酸鋁(AS)和幾種聚氯化鋁(PAC)進行了優選，試驗表明混凝沉淀效果相當時，新型聚氯化鋁ZR-3型投加量為硫酸鋁用量的50%左右，而且投藥量與沉淀池出水濁度之間無顯著的相關關系。潘碌亭通過實驗證明聚硅酸鋁鐵復合絮凝劑對低溫低濁水有較好處理效果，形成的礬花易沉淀；聚硅鋁鐵復合藥劑對原水中濁度、COD 的處理效果比PAC和硫酸鋁好。近幾年，馬放率先提出了復合型生物絮凝劑(CBF)，CBF可有效去除水中濁度和CODMn，當CBF與PAFC同時使用，投藥量遠遠小于兩種藥劑單獨使用時的投藥量，可達到最佳混凝效果。

2.1.2 助凝劑的使用

單獨使用混凝劑有時效果不理想，混凝劑與助凝劑配合可以達到較好的除濁效果。目前有很多水廠使用硫酸鋁作為混凝劑，并輔加助凝劑來提高混凝效果。

一般采用活化硅酸為處理低溫低濁水的助凝劑，當投入少量的活化硅酸時，絮凝體的尺寸和密度就會增加，沉淀速度增加。王桂榮針對漢江水源冬季的低溫低

濁水研究了聚合二甲基二烯丙基氯化銨(HCA)、活化硅酸、PAM三種不同助凝劑處理低溫低濁水的效果，結果表明先加適量助堿劑氫氧化鈉調節原水的pH值，再加注陽離子型高分子助凝劑HCA與聚合氯化鋁配伍，可大幅降低沉淀出水濁度，形成的礬花較大且密實，可達到理想的處理效果。

2.1.3 散除CO2

混凝劑投加到水中后，由于水解作用會產生CO2，如果不能及時散除水中的CO2，混凝劑的水解化學反應會受到影響，不僅浪費混凝劑的用量，且對原水中膠體的脫穩不起作用。混凝劑加入水中充分混合要及時曝氣，如果降低水中的CO2約60%，將節省混凝劑用量30%以上。

2.2濾池

美國的濾池運行實踐表明，當水溫低于8℃時，濾池的出水水質將會變差；雙層濾料或粗粒深層濾料的濾池在高濾速過濾時，都采用投加極少量助濾劑(高分子聚合物)以保證濾池的出水水質。但濾速應控制在15m/h以內。經常被應用的助濾劑為非離子型高分子聚合物，投加量為l5～25g/L。若不采用助濾劑，則L/d(濾層厚度L與濾料有效粒徑d)比應增加20％。過濾速度可控制為恒速或漸降速，采用恒速可對過濾過程進行更良好的控制。

微絮凝接觸過濾法主要用于處理濁度較低的水源水，多數采用多層濾料過濾設備，當水中投加混凝劑后，再投加助凝劑(如高分子助凝劑)立即直接進入過濾設備，在濾料層中形成微小絮凝體，其中一部發被濾料截留，另一部分被濾料吸附，從而達到除濁目的。實踐證明該工藝可使低溫低濁水過濾后出水濁度保持在5度以下。雷鵬舉應用微絮凝直接纖維過濾技術，試驗了以聚合鋁作絮凝劑處理9NTU的低濁水，在較低劑量和較高的濾速條件下，獲得了0.5NTU的高質量出水且出水水質穩定，該工藝對處理低溫低濁水有重要的應用價值。呂春生發展了微絮凝攔截沉淀池技術(用一種耐浸、高吸附的天然植物作為攔截材料)來處理低溫低濁水，該技術實現了顆粒的吸附碰撞、接觸凝聚和聚集沉淀的多過程協同作用，具有了高效除濁效果。用該技術處理密云水庫水(6℃、2.8NTU)，其沉淀池出水濁度能達到7.69NTU以下。

2.3 浮沉池

世界上許多水廠采用沉淀與氣浮相結合的浮沉池工藝，當處理低溫低濁江河水和藻類生長期的低濁度水庫水時，浮沉池以氣浮的方式運行；而在夏季原水濁度提高時，可采用沉淀的方式運行。所以運用氣浮和沉淀的不同功能，使浮沉池來適應水質變化，可以達到理想的技術經濟效果。氣浮工藝凈化水質的原理是利用壓力溶氣水驟然減壓釋放大量的微細氣泡與原水加藥混凝產生的絮體粘附在一起，使其整體密度小于水的密度，使帶氣絮體浮至水面，形成浮渣，從而實現懸浮膠體雜質的去除及水質的凈化。由于一般絮體的密度為1.002-1.030g/cm3，而空氣的密度只有水的1/775，所以當欺負運行時，絮體粘附了微氣泡，組合粒徑增大，從而使顆粒易于被浮至水面。

浮沉池采用氣浮方式運行，對于前序混凝反應的要求也并不像沉淀法那樣高。因為沉淀法是依靠顆粒絮凝長成大而重的絮粒而下沉的，而絮粒的成長過程則需要足夠的時間，一般為20-30min。氣浮則可借助于微氣泡的作用，因此，只需要絮粒成長到足以被上升的微氣泡粘附即可。浮沉池能夠適應原水水質的變化而靈活運行，并保證出水水質。浮沉池在國內有應用實例，取得了良好的效果。

2.4泥渣回流

沉淀池及濾池沖洗下來的泥渣還具有一定的吸附能力，這些泥渣回流入原水中可以增加原水中膠體微粒數目，為混凝劑的水解提供附加的沉淀核心，加速礬花形成，提高新絮凝體密度，加速沉降速度。機械加速澄清池屬于泥渣循環型澄清池，其特點是利用機械葉輪攪拌和提升作用，完成泥渣回流和接觸反應。黃廷林等研究了增效澄清池處理西寧市低溫低濁水效果，結果表明：在PAC投量為7-9mg/L、PAM投量0.45mg/L、混合池攪拌強度600s左右、污泥回流比為1.47％-1.9％的條件下，澄清池出水濁度可控制在1NTU左右，對CODMn的去除率>25％，處理效果較好。

泥渣回流適用于低溫中濁度水質，不需投加助凝劑，節省絮凝劑，澄清效率高，但若原水濁度過低，還要采取人工加泥。

3.結語

近年來，隨著人們對水處理認識的不斷提高，低溫低濁水處理技術倍受關注，如何更有效地處理低溫低濁水，越來越引起重視。本文從飲用水處理常規工藝分別改進的幾種低溫低濁水處理技術，都各有優勢，應用時要根據條件因地制宜選擇應用；在設計時，要通過技術經濟比較， 擇優選用。也希望本文能從污水常規處理工藝上為低溫低濁水的處理提供一定的借鑒。 [科]

【參考文獻】

［１］王海虹等．低溫低濁水處理工藝研究進展．農技服務，2007，24(9)：109-110.

［２］龔云峰等．低溫低濁水處理技術.華東電力，2004，11(32)：14-16.