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挖掘常规工艺潜力保证水质降低成本郑州市自来水总公司柿园水厂汪蕊马建华李安文摘要：针对黄河地表水有机污染，高藻类、高氨氮的特点，柿园水厂利用常规水处理工艺和高效有机絮凝剂，进行助凝剂、助滤剂、以及絮凝剂优化配比的生产性实验研究，降低药耗、氯耗成本的同时，也降低了出厂水浊度、藻类和氨氮，有力地保证了水质。关键词：高效絮凝剂预氯化滤池截污能力(去除率) 氨氮去除率浊度1 前言随着社会的发展，人民生活水平的日益提高，人们对饮用水卫生条件要求也越来越高，国家也相应提高了生活饮用水的卫生标准。目前，我们柿园水厂针对黄河地表水所采用的常规处理工艺，也面临着越来越大的挑战，特别是进入夏季以来，原水水温升高，水中有机物繁殖变化快，水处理难度大，净水剂消耗量居高不下，2008年7月11日净水剂投加指标高达52kgkm3。基于此，我们以“保水质、降药耗”为课题，通过充分挖掘常规处理工艺的潜力，从滤池工作效率、调整混凝和助凝剂投加比例、强化“预氯化”以及科学投加FIA5C高效除藻剂等各种动态试验着手，探索最佳的水处理生产方式，实现了时间上全过程、空间上全方位的控制，从而在保证水质的前提下有效地降低了药耗o2挖掘滤池工作效率，充分发挥滤池截污能力o7月份，在生产工艺质量点控制过程中，为维持滤前水浊度2NTU标准以内，净水剂指标在3542kg/km3，净水剂指标偏高，而滤后水浊度保持在012NTU以内，滤料截污率达到94以上。经研究分析认为，由于柿园水厂供水量增加，沉淀池流速增大，投加聚合氯化铝形成矾花细小不易下沉，沉淀池出1：3有跑矾花现象，影响快前水浊度，而前期药剂投加和混合工艺的改进以及原水有机物等亲水物质降低，提高滤池滤料截污能力。据此，我们从挖潜滤池工作效率，提高快前水标准，充分发挥其截污能力人手，于7月15日做了如表1试验：通过表1试验我们看出，降低净水剂指标后，虽滤前水浊度有所升高，但滤后水浊度仍在内控范围(O25NTU)以内，那么我们在保证水质的前提下，节约净水剂5一kgkm3。3以生产性动态试验为据，选择最佳混凝剂和助凝剂比例。为了提高絮凝效果，我们又从调整混、助凝剂投加比例上着手，于7月20日起，分别做了混、助凝剂投加比例在3：1、4：1、6：l、8：1时的生产性试验，结果如表2分析如图1：综合净水剂耗量及快前水浊度两项指标，我们看出混、助凝剂投加比例在6：1时性价比最高。4强化“预氯化化学预氧化是通过在给水处理工艺前端投加氧化剂强化处理效果的一类预处理措施。其目的主要有：(1)去除微量有机污染；(2)氧化助凝；(3)去除铁锰；(4)除嗅味；(5)除藻；(6)控制氯化消毒副产物。在常规工艺中，反应前加氯预氧化可能会产生三卤甲烷等潜在有害物质，我们在确保水质指标包括感官性状指标的100合格前提下，从出厂到滤前水，再到源水逐级控制，确保余氯指标合格的前提下，充分发挥氯气氧化、助凝功效，提高絮凝效果和滤池的性能，必要时，我们也在源水中投加活性炭，有效的保证了嗅和味的合格。根据原水有机物含量、沉淀池氨氮去除率、快前水浊度，进行调整三点加氯投加量的生产性实验。试验数据如图2：从图2可以看出，通过调整沉淀前加氯指标，不仅可以降低快前水浊度，节约净水剂8lOkgkm3。还可以延长滤池工作周期，每天节约反冲洗用水1080 m3，节电80kwh。5高效絮凝剂与聚合氯化铝混合混凝的投加。无机混凝凝剂混凝机理：当铝盐或铁盐水解带正电荷聚合离子吸附在胶体表面，中和部分或全部负电荷，使胶体脱稳产生絮凝，并借助这些氢氧化物的粘接作用把水中胶体颗粒物连接起来，形成矾花。有机高分子药剂的混凝机理分析：无机混凝剂主要靠压缩水中胶体颗粒的双电层及中和胶体电荷来使胶体颗粒脱稳、凝聚，而有机高分子物质则主要靠吸附架桥作用和絮粒核心作用，使细小、松散的絮体变得粗大而密实，从而易于沉淀。有机阳离子型或阴离子型高分子混凝剂；也可为不带有离子团的链状结构，即为非离子型高分子混凝剂。由于胶体带有负电荷，从理论上讲阳离子型的吸附架桥作用尤为强烈，而且在吸附的同时，对负电胶体还起电中和脱稳作用，故阳离子高聚物作为混凝剂与助凝剂尤为适合；另外，其絮粒核心作用改善了水中絮体的结构，使片状絮体包裹在絮核外从而加速了沉淀。有资料显示，根据使用液态硫酸铝(约含50硫酸铝)进行稀释lO倍、20倍、40倍、80倍实验得出，稀释80倍的效果最佳。因此，当混合条件一样时，混合过程的效率和混凝剂溶液的浓度有密切关系，而混凝剂溶液浓度与混凝剂水解物中有密切相关。聚合氯化铝在水中的物种可分为四类：单体和小聚合物、中等大小聚合物、大聚合物、固体AL(OH)3，各种物种所占比例与与溶液浓度有关。而由于生产条件限制，混凝剂溶液浓度根据投加指标保持在10_40之间。国外直接过滤絮凝剂选择主要因素：聚合物的分子量和电荷密度以及混和能量。当比较阳离子型、阴离子型、非离子型的聚合物的助凝作用时，阳离子型的效果总是优越的。有研究表明：当阳离子型聚合物的分子量低于10000时，去除浊度效果较差，当分子量大于l百万时，会产生过度水头，因此分子量应限于10000-200000。一般来说，分子量大于100000时，在搅拌强度G为600一1000s一1时效果最好；分子量10000-50000时，G为300sl较好。对滤池工作有以下作用：(1)增加滤层内絮体的沉降速率；(2)增加絮体在滤层内的穿透深度；(3)使水头损失最小，并防止过早堵塞。高效絮凝剂(FL45C)性质简介：分子量10000100000 液态，有效含量2040阳离子型粘度：含量40时，1000一2000cps对氯离子具有稳定性可与金属混凝剂混合使用聚合氯化铝混合液分子式AL2(OH)nCl6-n。浓度：指标10mgl 10浓度指标20mgl 20浓度指标20mgl以上 25浓度以上混合条件：多元微孔水力混合在试验中，净水剂指标基本维持在30kgkm3左右，在此基础上，我们继续挖潜节能降耗的空间。进行FL45C高效絮凝剂和活化硅酸与聚合氯化铝混合投加对比性实验，投加FL45C前后的各项指标变化对比如图表3：图4、图5是08年10月9 13和lO月7 日之前用活化硅酸和聚合铝净水，08年lO月8日和lO月10 13到10月21日用FL45C与聚合铝净水的滤池去除率和反应沉淀池氨氮去除率的图例说明。附表：除藻剂与聚合氯化铝综合性价比从图4、图5中我们可以看出，9月26 13到10月7日和10月9日，反应沉淀池的氨氮去除率平均6721，滤池的平均去除率为953l，10月8日和lO月10日到10月21日，滤池的平均去除率9637，反应沉淀池的氨氮去除率平均7530。从表4的数据中，我们看出投加FL45C高效絮凝剂后，聚合氯化铝指标下降10 kgkm3，滤后水浊度也得到改善，滤池的去除率有所提高。从附表中我们看出，通过投加除藻剂，每天节约的净水剂费用为37501380=2370元。该试验不仅使我们在水处理技术上有了实质性的突破，同时也为我们的节能降耗工作开辟了更广阔的领域。6结论经过我们全过程、全方位的动态管理和潜心挖掘药耗、氯耗的节能空间，柿园水厂在提高供水水质，降低生产成本方面取得了显著的成果，水厂的出厂水浊度内控标准在025NTU以下，今年19月份，净水剂平均指标由385kgkm3降低到18 kgkm3，下降532；滤池工作周期由36小时延长至48小时，有效地节约反冲用水、用电。如表5：从上表我们看出，日合