水處理實驗技術(shù)論文(2)
水處理實驗技術(shù)論文
水處理實驗技術(shù)論文篇二
低溫低濁水及其處理技術(shù)
摘 要：低溫低濁水的處理是給水處理工程中的難題之一。本文對低溫低濁水特性出發(fā)分析其難以處理的原因，并對針對此類水質(zhì)而采用的改變水質(zhì)狀態(tài)、混凝劑和助凝劑優(yōu)選、氣浮、微絮凝接觸過濾、微渦旋混凝低脈動沉淀、活性砂絮凝、高密度澄清池等技術(shù)進(jìn)行了綜述。
關(guān)鍵詞： 低溫低濁;助凝劑;接觸過濾;高密度澄清池;
中圖分類號：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
低溫低濁水及其特性
1.1低溫低濁水
我國北方地區(qū)全年有4、5個月的時間處于寒冷季節(jié)，水體被冰層覆蓋，江河水溫0～1℃，水庫水下層水溫2～4℃。這個時期原水濁度也很低，江河水為5～30NTU ，而水庫水也只有5～10NTU。
1.2低溫低濁水特性及其難以處理原因分析
低溫低濁水中的雜質(zhì)，主要是以細(xì)的膠體分散體系溶于水中，而且膠體顆粒比較均勻，膠體微粒具有很強(qiáng)的動力穩(wěn)定性和凝聚穩(wěn)定性，并且?guī)ж?fù)電的膠體微粒數(shù)量很小。所以，為達(dá)到電中和所需的混凝劑也少，因此形成的絮凝體細(xì)、少、輕，難于沉淀，且易于穿透濾層。由于濁度較低，膠體顆粒數(shù)目較少，顆粒相互碰撞而聚集的機(jī)會減少。水溫低，膠體顆粒的Zeta電位較高，膠體顆粒間的排斥勢能較大，粘滯系數(shù)增大，更不利于顆粒碰撞，導(dǎo)致膠體顆粒脫穩(wěn)困難。水溫低，膠體的溶劑化作用增強(qiáng)，顆粒周圍水化作用突出，妨礙其凝聚。水溫低，水的粘度變大而使沉速減小，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。
下面對低溫低濁水難以處理的原因進(jìn)行具體分析：
1、低溫對水質(zhì)凈化過程的影響：
低溫對水質(zhì)凈化過程的影響在于水溫低時，通常絮凝體形成緩慢，絮凝體顆粒細(xì)小、松散。其原因有：
低溫水的粘度大，使水中雜質(zhì)顆粒布朗運動減弱，碰撞機(jī)會減少，不利于膠粒脫穩(wěn)凝聚。
?、跓o機(jī)鹽混凝劑水解是吸熱反應(yīng)，低溫水絮凝劑水解速度降低，水解產(chǎn)物的形態(tài)不佳。
?、鬯疁嘏cpH值有關(guān)。水溫低時，水的pH值提高，相應(yīng)地混凝最佳pH值也隨之提高。
2、低濁對水質(zhì)凈化過程的影響：
低濁對水質(zhì)凈化過程的影響表現(xiàn)在：
?、偎臐岫鹊蜁r，水中雜質(zhì)主要是以細(xì)的膠體分散體系溶于水中，具有很強(qiáng)的動力穩(wěn)定性和凝聚穩(wěn)定性，且?guī)ж?fù)電的膠體顆粒數(shù)量少，達(dá)到電中和所需的混凝劑也少，形成的絮體細(xì)、小、輕，難以沉淀，易穿透濾層。
?、谟捎跐岫鹊停z體顆粒數(shù)目較少，顆粒間相互碰撞而聚集的機(jī)會減少，絮凝體難以形成，使原先形成的低強(qiáng)度的絮凝體被剪碎。
?、鄣蜐岫人捎诠滔酀舛群苄。稚⑾嗟臐舛让娣e較小，易形成易溶解的產(chǎn)物，由于缺乏大量高聚物形成的有效空間網(wǎng)格交聯(lián)的鍵，很容易被破壞。
低溫低濁水處理方法
我國近幾十年來圍繞低溫低濁水開展了多方面的研究工作，尤其是關(guān)于低溫低濁水處理工藝方面的研究取得了諸多成果。低溫低濁水處理技術(shù)很多，典型的處理技術(shù)主要有改變水質(zhì)狀態(tài)、混凝劑優(yōu)選強(qiáng)化混凝、氣浮技術(shù)、微絮凝接觸過濾技術(shù)、微渦旋混凝低脈動沉淀技術(shù)、活性砂絮凝技術(shù)、高密度(增效)澄清池技術(shù)等。
2.1改變水質(zhì)狀態(tài)
最直接解決低溫低濁水處理問題的方法是改變其水質(zhì)狀態(tài)，即通過加熱進(jìn)水和添加濁度添加劑將它變?yōu)橹袦刂袧崴Ｖ芊钤谔幚砉枮I第三發(fā)電廠生水時，將冬季的生水溫度從1. 5～2. 0 ℃提高到8～15 ℃(若有脫氣裝置時，進(jìn)水溫度提高到25 ℃左右) ，濁度從35. 4～46. 2 NTU提高到153～230 NTU ，同時選用混凝效果較好的聚合鋁(PAC) 作混凝劑且加大劑量，以上措施使得澄清池出水濁度< 15. 4 NTU。
2.2優(yōu)選混凝劑及添加助凝劑
通過優(yōu)選受水溫影響小的混凝劑以及添加合適的助凝劑來改善混凝效果也是一種解決低溫低濁水處理問題的途徑。王德英等用聚硅酸硫酸鋁作混凝劑處理低溫低濁水的試驗表明，該混凝劑的pH 適用范圍較寬，形成的絮凝體大，沉降速度快，能有效處理低溫低濁水。同時還發(fā)現(xiàn)同時投加多種混凝劑，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，可以改善混凝處理效果，提高供水質(zhì)量。
2.3氣浮技術(shù)
氣浮技術(shù)優(yōu)點較多，它不僅能處理水庫源水的色度、藻類和嗅味，而且也適合處理低溫低濁水，該技術(shù)處理低溫低濁水的合理性在于：氣浮技術(shù)用于處理密度小、不易沉降的絮體效果顯著;因水中懸浮雜質(zhì)較少，氣浮的氣固比低，用氣量少，可節(jié)省加壓回流水的能量;水溫低，空氣在水中的飽和度提高了，在同樣壓力下空氣在水中的溶解度，冬季要比夏季高。。同時，氣浮工藝也存在缺點：工藝復(fù)雜，控制參數(shù)很多，運營成本較高，電能消耗大，對工藝管理人員要求較高，溶氣氣浮池必須覆蓋。
2.4微絮凝接觸過濾
微絮凝接觸過濾技術(shù)主要用于處理濁度較低的水源水，多數(shù)采用多層濾料過濾設(shè)備，當(dāng)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(jìn)入過濾設(shè)備，在濾料層中形成微小絮凝體，其中一部發(fā)被濾料截留，另一部分被濾料吸附，從而達(dá)到除濁目的。
2.5微渦旋混凝低脈動沉淀
微渦旋混凝低脈動沉淀技術(shù)處理低溫低濁水時，對反應(yīng)池水流的全程進(jìn)行了合理有效地動力控制，可以有效地提高單位時間內(nèi)顆粒的碰撞凝聚程度，同時可以適當(dāng)減少單位體積的顆粒數(shù)，在保證膠體脫穩(wěn)的前提下，節(jié)省藥劑。
2.6活性砂絮凝
六十年代，匈牙利學(xué)者以高分子聚合物活化了的粉砂做絮凝的懸浮接觸介質(zhì)，進(jìn)行了強(qiáng)化絮凝的試驗研究，目前此項研究成果己在法國應(yīng)用。即循環(huán)絮凝澄清池(cyclofloc clarifier)和快速絮凝澄清池(fluorapid clarifier)。據(jù)報道在處理相同低濁原水條件下，此類澄清池與傳統(tǒng)澄清池相比，前者所需時間僅約3min，澄清速度可提高3倍。
2.7高密度澄清池
高密度澄清池是由法國得利滿公司開發(fā)研制獲專利的一種澄清池，它在歐洲己經(jīng)應(yīng)用多年。高密度澄清池具有處理效率高、單位面積產(chǎn)水量大、適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。目前國內(nèi)已有工程采用該處理工藝，如烏魯木齊石墩子山水廠擴(kuò)建工程、石家莊市橋西污水處理廠污水回用改造工程等。高密度澄清池具有以下特點：
1、將混合區(qū)、絮凝區(qū)與沉淀池分離，采用矩形池體結(jié)構(gòu)，池型簡化;
2、采用混凝劑和高分子助凝劑相結(jié)合，系統(tǒng)內(nèi)形成均質(zhì)絮狀體及高密度礬花，加快泥水分離，沉淀后出水質(zhì)量較高，濁度一般在1NTU以內(nèi);
3、沉淀部分設(shè)置斜管，進(jìn)一步提高表面負(fù)荷;
4、沉淀區(qū)下部按濃縮池設(shè)計，大大提高泥渣濃縮效果，含固率可達(dá)2%以上;
5、通過泥渣層泥位界面的控制，運行工況可做到連續(xù)自動監(jiān)控。
結(jié)論
低溫低濁江河水及水庫水的處理是較為困難的，一方面由于原水水溫低，影響了水處理工藝的各個處理環(huán)節(jié)，降低了處理效果;另一方面由于北方地區(qū)不同季節(jié)原水水質(zhì)變化大，給處理構(gòu)筑物的設(shè)計造型和處理工藝的確造成了困難。對于江河水的處理，既要對低溫低濁原水的各個處理環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn).又要考慮工藝對雨季高濁度原水的適應(yīng)性;對于水庫水的處理，還需要考慮除藻、除味和脫色。本文提及的幾種低溫低濁水處理技術(shù)，都各有優(yōu)勢，應(yīng)用時要根據(jù)條件因地制宜選擇應(yīng)用;設(shè)計時要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選用。
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