水处理实验技术论文(2)
水处理实验技术论文篇二
低温低浊水及其处理技术
摘 要：低温低浊水的处理是给水处理工程中的难题之一。本文对低温低浊水特性出发分析其难以处理的原因，并对针对此类水质而采用的改变水质状态、混凝剂和助凝剂优选、气浮、微絮凝接触过滤、微涡旋混凝低脉动沉淀、活性砂絮凝、高密度澄清池等技术进行了综述。
关键词： 低温低浊;助凝剂;接触过滤;高密度澄清池;
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
低温低浊水及其特性
1.1低温低浊水
我国北方地区全年有4、5个月的时间处于寒冷季节，水体被冰层覆盖，江河水温0～1℃，水库水下层水温2～4℃。这个时期原水浊度也很低，江河水为5～30NTU ，而水库水也只有5～10NTU。
1.2低温低浊水特性及其难以处理原因分析
低温低浊水中的杂质，主要是以细的胶体分散体系溶于水中，而且胶体颗粒比较均匀，胶体微粒具有很强的动力稳定性和凝聚稳定性，并且带负电的胶体微粒数量很小。所以，为达到电中和所需的混凝剂也少，因此形成的絮凝体细、少、轻，难于沉淀，且易于穿透滤层。由于浊度较低，胶体颗粒数目较少，颗粒相互碰撞而聚集的机会减少。水温低，胶体颗粒的Zeta电位较高，胶体颗粒间的排斥势能较大，粘滞系数增大，更不利于颗粒碰撞，导致胶体颗粒脱稳困难。水温低，胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围水化作用突出，妨碍其凝聚。水温低，水的粘度变大而使沉速减小，使形成的絮凝体密度降低，溶解气体大量吸附在絮凝体周围，也不利于其沉淀。
下面对低温低浊水难以处理的原因进行具体分析：
1、低温对水质净化过程的影响：
低温对水质净化过程的影响在于水温低时，通常絮凝体形成缓慢，絮凝体颗粒细小、松散。其原因有：
低温水的粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳凝聚。
②无机盐混凝剂水解是吸热反应，低温水絮凝剂水解速度降低，水解产物的形态不佳。
③水温与pH值有关。水温低时，水的pH值提高，相应地混凝最佳pH值也随之提高。
2、低浊对水质净化过程的影响：
低浊对水质净化过程的影响表现在：
①水的浊度低时，水中杂质主要是以细的胶体分散体系溶于水中，具有很强的动力稳定性和凝聚稳定性，且带负电的胶体颗粒数量少，达到电中和所需的混凝剂也少，形成的絮体细、小、轻，难以沉淀，易穿透滤层。
②由于浊度低，胶体颗粒数目较少，颗粒间相互碰撞而聚集的机会减少，絮凝体难以形成，使原先形成的低强度的絮凝体被剪碎。
③低浊度水由于固相浓度很小，分散相的浓度面积较小，易形成易溶解的产物，由于缺乏大量高聚物形成的有效空间网格交联的键，很容易被破坏。
低温低浊水处理方法
我国近几十年来围绕低温低浊水开展了多方面的研究工作，尤其是关于低温低浊水处理工艺方面的研究取得了诸多成果。低温低浊水处理技术很多，典型的处理技术主要有改变水质状态、混凝剂优选强化混凝、气浮技术、微絮凝接触过滤技术、微涡旋混凝低脉动沉淀技术、活性砂絮凝技术、高密度(增效)澄清池技术等。
2.1改变水质状态
最直接解决低温低浊水处理问题的方法是改变其水质状态，即通过加热进水和添加浊度添加剂将它变为中温中浊水。周奉在处理哈尔滨第三发电厂生水时，将冬季的生水温度从1. 5～2. 0 ℃提高到8～15 ℃(若有脱气装置时，进水温度提高到25 ℃左右) ，浊度从35. 4～46. 2 NTU提高到153～230 NTU ，同时选用混凝效果较好的聚合铝(PAC) 作混凝剂且加大剂量，以上措施使得澄清池出水浊度< 15. 4 NTU。
2.2优选混凝剂及添加助凝剂
通过优选受水温影响小的混凝剂以及添加合适的助凝剂来改善混凝效果也是一种解决低温低浊水处理问题的途径。王德英等用聚硅酸硫酸铝作混凝剂处理低温低浊水的试验表明，该混凝剂的pH 适用范围较宽，形成的絮凝体大，沉降速度快，能有效处理低温低浊水。同时还发现同时投加多种混凝剂，充分发挥各自的优势，可以改善混凝处理效果，提高供水质量。
2.3气浮技术
气浮技术优点较多，它不仅能处理水库源水的色度、藻类和嗅味，而且也适合处理低温低浊水，该技术处理低温低浊水的合理性在于：气浮技术用于处理密度小、不易沉降的絮体效果显著;因水中悬浮杂质较少，气浮的气固比低，用气量少，可节省加压回流水的能量;水温低，空气在水中的饱和度提高了，在同样压力下空气在水中的溶解度，冬季要比夏季高。。同时，气浮工艺也存在缺点：工艺复杂，控制参数很多，运营成本较高，电能消耗大，对工艺管理人员要求较高，溶气气浮池必须覆盖。
2.4微絮凝接触过滤
微絮凝接触过滤技术主要用于处理浊度较低的水源水，多数采用多层滤料过滤设备，当水中投加混凝剂后，再投加助凝剂(如高分子助凝剂) 立即直接进入过滤设备，在滤料层中形成微小絮凝体，其中一部发被滤料截留，另一部分被滤料吸附，从而达到除浊目的。
2.5微涡旋混凝低脉动沉淀
微涡旋混凝低脉动沉淀技术处理低温低浊水时，对反应池水流的全程进行了合理有效地动力控制，可以有效地提高单位时间内颗粒的碰撞凝聚程度，同时可以适当减少单位体积的颗粒数，在保证胶体脱稳的前提下，节省药剂。
2.6活性砂絮凝
六十年代，匈牙利学者以高分子聚合物活化了的粉砂做絮凝的悬浮接触介质，进行了强化絮凝的试验研究，目前此项研究成果己在法国应用。即循环絮凝澄清池(cyclofloc clarifier)和快速絮凝澄清池(fluorapid clarifier)。据报道在处理相同低浊原水条件下，此类澄清池与传统澄清池相比，前者所需时间仅约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国得利满公司开发研制获专利的一种澄清池，它在欧洲己经应用多年。高密度澄清池具有处理效率高、单位面积产水量大、适应性强、处理效果稳定等优点。目前国内已有工程采用该处理工艺，如乌鲁木齐石墩子山水厂扩建工程、石家庄市桥西污水处理厂污水回用改造工程等。高密度澄清池具有以下特点：
1、将混合区、絮凝区与沉淀池分离，采用矩形池体结构，池型简化;
2、采用混凝剂和高分子助凝剂相结合，系统内形成均质絮状体及高密度矾花，加快泥水分离，沉淀后出水质量较高，浊度一般在1NTU以内;
3、沉淀部分设置斜管，进一步提高表面负荷;
4、沉淀区下部按浓缩池设计，大大提高泥渣浓缩效果，含固率可达2%以上;
5、通过泥渣层泥位界面的控制，运行工况可做到连续自动监控。
结论
低温低浊江河水及水库水的处理是较为困难的，一方面由于原水水温低，影响了水处理工艺的各个处理环节，降低了处理效果;另一方面由于北方地区不同季节原水水质变化大，给处理构筑物的设计造型和处理工艺的确造成了困难。对于江河水的处理，既要对低温低浊原水的各个处理环节进行改进.又要考虑工艺对雨季高浊度原水的适应性;对于水库水的处理，还需要考虑除藻、除味和脱色。本文提及的几种低温低浊水处理技术，都各有优势，应用时要根据条件因地制宜选择应用;设计时要通过技术经济比较，择优选用。
参考文献：
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