低温低浊水处理课题实施设想.docVIP

低温低浊水处理课题实施设想低温低浊水的净化处理是多年来给水行业一直未能很好解决的一个难题。我公司呼延水厂自2003年投入运行以来，每至冬季就受此问题困扰，滤后水浊度较常温时偏高，出厂水质难以保证。国内相关研究表明最直接的原因是水厂混凝药剂碱式氯化铝对水温的变化比较敏感，在低温情况下导致水解反应减慢，Al(OH)3量急剧减少，絮凝效果明显变差，形成的矾花细、少、轻、易于穿透滤层造成滤后水浊度升高。针对此问题水厂只能采用降负荷运行方式降低出水浊度，当水厂满负荷运行时，将没有空间继续采用降负荷的运行方式，因此，找到一个行之有效的途径以彻底解决低温低浊原水处理这一难题势在必行。一、 呼延水厂冬季运行的现状及存在的问题进入冬季（12月上旬至次年3月下旬）后，呼延水厂原水水温降至24，浊度1.9419.2NTU，PH值在8.048.21,CODMn在1.892.73mg/L，氨氮含量最高0.70mg/L，最低则低于0.02mg/L，均满足地表水环境质量标准（GB3838-2002）。净水车间沉淀池共分四道处理流程，每道处理能力10万Td，呼延水厂现日供水21.5万T，常温时只开两道，进入冬季后采用降负荷的方式运行，四道全开，每道5万Td，滤后水浊度在0.2-0.8之间，符合城市供水水质标准（CJT206-2005）要求，但这是在水厂未满负荷工况下运行，一旦水厂达到40万Td供水负荷时，此方式将无法运行，可见降负荷运行并非长远之计。二、 低温低浊处理难点低温低浊水指水温在04，浊度在1-30NTU的原水，现今研究发现低温低浊水难予处理的原因主要有以下几点：1、水温低，水分子热运动缓慢，从而减缓了水中胶体杂质颗粒的运动。同时胶体颗粒间的排斥势能增大，不利于颗粒碰撞，使胶体颗粒脱稳困难。2、低温时，水的粘滞性高，流动性差，不利于混凝剂在水中的扩散和水解。3、水温低，胶体的溶剂化作用增加，颗粒周围水化作用突出，妨碍其凝聚。4、水温低，对药剂水解的吸热过程有不利影响，使水解不完善，影响药剂效能的发挥。5、水温低，气体在水体中的溶解增加，使絮体密度降低，溶解气体大量吸附于絮凝体周围，不利于沉淀分离。6、浊度低，单位水体中颗粒数量少，密度低，颗粒有效碰撞几率减少。7、浊度低，颗粒细小均匀，形成的絮凝体细、少、轻、难于沉淀，易于穿透滤层。以上研究结论表明，处理低温低浊水最关键的问题是加大颗粒有效碰撞几率，形成更大、更密实，利于沉淀的絮凝体。三、国内外研究概况低温低浊水处理研究目前在国内尚处于发展阶段，由于不同地区水质、气候和社会经济条件不同，因而研究不具有通用性。近十年来，国内水厂针对低温低浊水质主要采用加大投药量，降低运行负荷，延长反映时间，泥渣回流等常规处理方法，并先后开发了聚合铝混凝，活化硅酸助凝、高锰酸盐助凝等投加助凝剂处理技术，推动了低温低浊水处理技术的发展。从相关研究资料表明低温低浊水常规处理主要是从增加颗粒碰撞机会考虑，随药剂投加量加大，后续水中铝离子浓度增加，加大了后续处理工艺的负荷，形成过程水污染，效果并不理想，选择合适的混凝剂和助凝剂以强化絮凝过程应为我公司开展低温低浊水处理课题的主要研究方向。下面是国内目前相关研究工作：1、 聚硅酸系絮凝剂天津、哈尔滨水司、高校在此方面的研究、生产实践目前处于国内领先地位。哈尔滨日处理30万T水厂已应用活化硅酸处理低温低浊水取得了较好的效果。但活化硅酸是热力学不稳定系，易于聚合成胶冻而失去混凝功能，存在需现场制备，二次投加问题。针对此问题，研究表明，少量金属离子的投加可以延缓硅酸的胶凝，而且能使混凝过程中形成的絮体体积明显增大。国内目前开发的含金属离子的复合型聚硅酸系列絮凝剂主要有：聚合硅酸硫酸铝（PASS）、硅酸铝（PSA）、聚硅酸铁（PSF）、聚硅酸铝铁（PSFA）等药剂。2、 高锰酸盐复合药剂（PPC）近年来我国在高锰酸钾及其复合药剂助凝及处理微污染水方面开展一系列研究工作，在生产应用中取得了显著效果，PPC具有强化脱稳、增大絮体尺寸和加快沉速等作用，高锰酸钾在氧化过程中生产成的新生态水合二氧化锰等中间态产物能够通过吸附等作用形成以其为核心的密实絮体。此外高锰酸钾预氧化可有效去除水中微量有机物，我公司水质突发应急预案及深度处理可研报告中均有涉及，在此课题中PPC的研究可为今后的工作积累宝贵的实验数据。3、高铁酸钾混凝剂目前正处在研究中的新型非氯型净水剂高铁酸钾在水处理中显示出了良好的应用前景。研究表明，采用高铁酸钾作为混凝剂，不仅可以破坏低温低浊原水的胶体稳定性，改善絮凝条件，也可以在混凝沉淀期间除去水中的悬浮固体，同时使水得到灭菌消毒，降低后续消毒工艺的投氯量，减少有机卤代物的生成，保证水质的安全性，另外游离的Fe2+尚有对人体补铁之益。因此，高铁酸钾是一种对人类和生物安全，对环境无二次污染的理想水处理剂。但由于高铁酸钾的制备工艺还不成熟，限制了高铁酸钾的应用。随着对其研究的不断进展，高铁酸钾作为一种高效安全的水处理剂取代常规水处理剂是可行的。4、浮沉池工艺浮沉池是针对北方地区不同季节水质的特点，在原有沉淀工艺的基础上进行改进，加上了气浮工艺。沉淀工艺依靠絮凝不断成长为大而重的矾花沉淀，絮体在达到1mm以上才能满足沉淀要求；而气浮工艺它依靠微气泡的黏附作用，矾花成长到300400m即达到黏附要求，在冬季低温低浊期间，絮体成长缓慢，沉淀效率较低，气浮显示出了很大优势，并且气浮工艺运行时，对水中的藻类、色度等具有很好的去除效果。浮沉池工艺在我国东北地区给水企业采用较多，但此工艺涉及现有工艺的改扩建，暂时不在考虑范围。四、课题实施方案为使课题得以顺利开展，并取得一定成果，工作应分为下列步骤：1、 成立领导小组组长：总工程师组员：副总工程师及总工办相关人员2、 调研目前国内关于低温低浊水处理的研究时间较长并取得一定成果的主要集中于天津、长春两地，应组织人员实地考察收集资料。3、 试验小组的组成根据调研结果，组成试验小组。试验小组成员可由国内在此方面有较高权威的高校成员及我公司相关人员组成或单纯由我公司人员独立组成，应就调研结果而定。4、 混凝搅拌阶段试验按照水的混凝、絮凝杯罐试验方法（GB/T16881-1997）的规定，在低温低浊的情况下进行试验，确定混合、絮凝过程的工艺参数，包括：混凝剂、助凝剂的种类、用量、水的pH值、温度，以及药剂的投加顺序，试验装置用六联搅拌仪：第一步、筛选混凝剂和助凝剂在前人研究的基础上，分析呼延水厂原水低温低浊水的特性，结合太原市市场情况，从众多混凝药剂中筛选适合的种类（可以是较成熟的聚合铝盐或铁盐，也可以是近年来新研究的高铁酸钾等）。第二步、最佳投加量混凝药剂的最佳投加量并不是一个确定的量，而是混凝效果比较好的一个比较窄的投加范围。第三步、最佳混凝条件这里主要指确定混凝剂、助凝剂的投加时间和投加顺序，用以指导下一步的中试及生产性试验。5、 中试试验利用简易模型装置进行中试试验，模拟混合池、絮凝池及沉淀池的运行，进行混凝动态试验，对小试中得到的参数进行验证，同时进一步确定实际生产各运行参数。为生产性试验做准备。6、 生产性试验将所选定的最佳絮凝剂的最佳投加量用于实际生产中，通过生产运行，验证试验数据，并且调整运行参数及试验数据，以使冬季低温低浊情况下的絮凝达到良好状态。7、 编写成果总结低温低浊水的课题研究随着我市重点工程关井压采项目的深化，黄河水增供水的压力越来越大，已到了迫在眉睫的程度。有效解决这一水处理难题，确保我