強化混凝在給水處理工程中的應用

廖嵐

摘 要：強化混凝技術可以控制飲用水中消毒副產物，使飲用水水質質量更高，并且通過了實驗的驗證。文章從強化混凝技術的內涵、應用機理、實施方法、影響因素、負面影響等方面分析了強化混凝技術，并就其在給水處理工程中的實際應用進行了相應的分析.

關鍵詞：強化混凝；給水處理工程；天然有機物

隨著科技的發展人們對水質方面的要求越來越高，為滿足人們生活所需并與國際接軌，需要將凈化技術不斷地發展、提高和完善。飲用水的處理技術主要是去除水源中的懸浮物、膠體雜質和細菌而凈化技術是人們在與污染作斗爭的過程中得到的。混凝技術在給水凈化處理中應用的越來越普遍，是國內外廣泛使用的經濟、簡便的處理技術，是控制天然有機物的最佳方法。

1 強化混凝的內涵

強化混凝（簡稱EC）是指通過在常規處理過程中加入過量的混凝劑、新型混凝劑或助凝劑再或者其他的藥物控制一定的pH值來加強混凝和絮凝，從而提高去除天然有機物的效果減少消毒的副產物，保證飲用水的健康。常規工藝改造有增加深度處理構筑物，如活性炭吸附技術；加強預處理構筑物，如生物預處理；不增加常規工藝前、后的凈化構筑物，在現有工藝上進行改造，如強化混凝、過濾、消毒燈，但強化混凝技術具有投資少、不需要構造新的物質、不占土地和經常運行費用低等特點，更適合改造。

2 強化混凝的優勢

強化混凝技術的主要目的是在進行混凝處理的時候進一步加強混凝與絮凝作用，從而使得常規處理中天然有機物的去除效果能夠更好，對于消毒副產物的前體物進行最大限度的消除，從而使得飲用水能夠滿足相應的要求。通過混凝技術的應用，往往能夠取得更好的處理效果，而且相比于增加深度處理方法以及生物預處理方法，強化混凝技術屬于強化常規水處理的方式，它的成本更加低，而且也不會占用土地，十分適合對于原有體系進行改造。表1為強化常規水處理與增加深度處理和生物預處理效果的對比。

3 機理及常用方法

通過改變混凝條件進一步提高有機物的去除范圍和去除率。大分子天然有機物可以在無機膠體顆粒表面形成有機保護層，導致空間位阻或雙電層排斥可以使膠體的穩定性能增加，而混凝是通過混凝劑進行水解得到的產物對水中的膠體進行電中和使其脫穩，形成小顆粒，逐漸絮凝為礬花，使得脫穩的膠體生成顆粒較大的絮凝體，進行沉淀、過濾并分離出去。常用的強化混凝的方法有：加大混凝劑投加量，投加有機或無機絮凝劑，調整pH值，投加氧化劑，完善混合、絮凝等設備，鋁鹽混凝劑改為鐵鹽混凝劑。比如水廠原水氨氮含量的增加會使得水處理的難度大大增加，尤其是在降雨嚴重的季節，原水氨氮含量增加的問題就更為嚴重，在進行給水處理的時候，最高的氨氮含量可以高達4mg/L，而正常的標準要求氨氮含量不能夠超過1mg/L，這時可以采用強化混凝技術來進行相應的處理，可以將混凝劑PAC的投加量由平時的20mg/L增加到30-35mg/L，并且同時增加排泥的次數，減少底泥量，從而有效地改善沉淀池的沉淀效果。采取這樣的措施之后，氨氮去除率可以達到80%左右，通過強化混凝技術還能夠對于原水中的亞硝酸鹽進行去除。

4 強化混凝的影響

4.1 混凝劑種類

無機與有機的影響不同，無極混凝劑的效果更好。由于有機陽離子高分子混凝劑在天然水混凝過程中只能產生電中和作用并進行沉淀不能吸附有機物，但是與鋁鹽相比鐵鹽不僅可以起到電中和作用，還可以提供強大的吸附作用和網捕作用，由此證明鐵鹽更好。

4.2 混凝劑的投加量

當混凝劑的投加量越大，去除率就越高，但過高的去除率導致膠體重新穩定，使得處理更加困難，具體情況要有實際情況而定。

（1）pH影響：pH值無論較高還是較低都對有機物的去除有影響，應該保持一個合理的范圍。

（2）水中有機物的種類：腐殖物質越多，去除率越高，因為混凝對高分子量的有機物具有較高的去除效果。

（3）水的堿度：在投加相同量的混凝劑時，水中堿度越高，pH的影響越小，通過對混凝劑的投加量的調整來改變水中的堿度從而改變去除率。

（4）污泥量：當投入大量的混凝劑時，水中由于處理系統產生的污泥量必然增大，導致污泥脫水系統能力不足，達不到理想的去除效果。

（5）總藥耗：混凝pH的硫酸消耗及pH的堿石灰消耗。

（6）溶解性有機物：加量后可以加快溶解溶解性有機物。

5 混凝處理技術

5.1 改變加藥和攪拌方式

不同時間，不用地點不同的水廠原水的組成不同，這對混凝作用有很大的影響，所以不同的水廠需要根據自身的水質和水溫等客觀因素選擇合適自己的處理方法。在混凝過程中，水與藥劑在短時間快速混合后，一段時間內慢速攪拌使絮體對細微脫穩物質吸附，減少水污濁的有效措施是脫除水中的細微顆粒。

5.2 改進混凝反應器

通過改進混凝反應器來改善沉淀和澄清的效果。由于工業的發展，水體污染日益嚴重，水中的有害物質越來越多，能夠檢測到的微量污染物質種類也越來越多，水中有機物的控制與去除成為影響水質的問題之一。

6 強化混凝試驗研究

強化混凝是在常規混凝土處理的基礎之上發展而來的，該技術對于去除水中的有機物尤其是富含腐殖酸類的有機物有著非常好的效果，而且通過前文中的分析我們也已經發現，該技術的成本較低，并且在原有處理設備的基礎上稍做改造就可以進行實施。通過試驗證明，強化混凝處理的pH值一般都是控制在7-8左右，而且只有適當地提高混凝劑的用量，就能夠對于許多水源中的有機物進行較為有效的去除，所以實質上對于強化混凝技術應用的關鍵就在于對于pH的調節。要對于pH進行調節，可以通過直接加堿或者是使用堿化能力較強的混凝劑來加以調節，在給水處理工程之中，這些工藝都是十分可行的。尤其是對于電站給水處理系統而言，其中一般都有離子交換除鹽系統輔助的酸堿系統，所以更加容易實現混凝的pH值的調節。在對于強化混凝技術加以應用的過程中，需要關注水處理系統中相關設備的防腐能力，因為對于pH進行調節，可能會導致混凝劑的腐蝕能力增強，所以如果相關設備的防腐能力不強，那么就極容易遭到腐蝕。而且在應用強化混凝技術的過程中，還應該通過試驗對于最佳的pH范圍以及混凝劑的用量加以確定，依據當前的試驗以及研究結果，要更好地對于強化混凝技術加以應用，還必須要注重強化混凝技術與其他工藝的配合，從而使得強化混凝技術能夠取得更好的應用效果。當前我國的水資源污染問題十分嚴重，所以采取有效的措施來進行給水處理對于減少水資源的污染以及提高水資源的利用率都有著非常重要的意義。

7 混凝技術的應用

現如今國內外均對強化混凝技術進行了大量的研究，和常規處理比較起來，強化混凝技術需要沉淀池尺寸是常規處理的一半但在同樣的沉淀池體積下，強化混凝技術可以處理常規處理的2倍這對于水污染嚴重、資金不足、排放水具有較大稀釋能力的水體具有重要意義。為了讓現代人能喝到干凈、健康的天然水，環境工作者正在加倍的努力，隨著飲用水的標準不斷升高，對混凝技術的要求也越來越高，這樣促使著混凝劑和混凝技術的進一步發展。利用高新技術材料和生物技術生產新型高效的給水處理劑，推廣強化混凝技術，加強處理工藝和工程的研究。研制生產出專用的絮凝劑并兼顧發展系列化的品種，對不同的水質使用不同的絮凝劑，但又因為同一地理環境下，水質大致相同，所以生產專業的絮凝劑使之產銷更對路，生產工藝更加簡單，操作更方便，成本更低。強化混凝是去除水中有機物特別是富含腐殖酸類有機物的一種處理技術，在國內外的研究試驗研究證明當pH值控制在8左右并且適當增加混凝劑用量，有更明顯的去除作用。

在給水處理工程之中，對于強化混凝也進行了有效的應用，在進行給水處理的時候，運用強化混凝能夠對于水中的腐殖酸類有機物進行有效的處理。在給水處理工程之中，對于強化混凝的應用重點是要對于pH值進行調節，比如說可以通過加酸的方式來進行調節，也可以使用酸化能力較強的混凝劑來進行調節，還可以通過離子交換的方式來進行調節，這些方式在工業給水處理工程中都是可行的。強化混凝主要是提高了水處理系統之中相關設備的防腐標準，并且還能夠有效地對于給水處理工程的費用加以降低，所以在給水處理工程之中對于強化混凝加以應用有著非常重要的意義和價值。

在黃河下游的南郊水廠之中，對于強化混凝技術進行了有效的應用，南郊水廠所使用的是高錳酸鉀復合藥劑預氧化強化混凝措，因為高錳酸鉀是一種強氧化劑，能夠有效地去除水中的鐵錳、臭味以及其它的毒副產物。在進行生產的過程中，是按照如下的工藝流程進行水處理的：首先使得原水經過微渦混合器，然后再經過小網格絮凝池，接下來經過斜管沉淀池，然后再經過V型濾池，最后流入清水池。在生產的過程中，所使用的是聚合鐵鋁-S，混凝劑是按照最佳的藥量來進行添加的，同時高錳酸鉀復合藥劑的平均投量達到11mg/L，并且依據原水水質的變化進行適當的調整。經過對于處理之后的水進行測定，發現在水廠沒有投加PPC時，出廠水的濁度平均去除率為78.4%，而且十分的不穩定，在投加了PPC之后，出廠水的濁度平均去除率高達97.8%，所以可見通過添加PPC來進行預氧化，能夠使得出廠水的濁度得到明顯的降低。同時，通過投加PPC對于原水進行預氧化，還能夠使得高錳酸鉀鹽指數得到有效的改善，通過測試，在南郊水廠投放了PPC之后，耗氧量的平均去除率從20.32%增加到了46.36%，進而降低了出廠水的高錳酸鉀鹽指數，有效地解決了南郊水廠所面臨的耗氧量居高不下的問題。在南郊水廠通過對于高錳酸鉀復合藥劑預氧化強化混凝措施的應用，使得其出水質量得到了有效的改善，將濁度去除率提高了19.5%，CODMn提高了26%，而且還有效地減少了生產的成本，所以強化混凝在給水處理工程中的應用有著非常重要的意義。

8 結束語

強化混凝技術工藝簡潔、投資少，與我國的技術經濟相適應，具有良好的發展前景。縱觀世界，我國的給水技術越來越強，提高特殊水質的處理、發展混凝藥劑和消毒技術、提高給水設備和系統自動化等各方面技術都做出了巨大的貢獻。

參考文獻

[1]李銀.給水排水工程中防滲漏處理及預防措施[J].民營科技，2014（06）：192.