气浮法用于水厂改造及工程实例介绍(1)

1、    气浮法用于水厂改造及工程实例介绍(1)    本文以两个工程实例，具体地介绍了用气浮工艺改造采用混凝-沉淀-过滤工艺水厂的技术方法及效果。工程实践表明，气浮工艺用于水厂改造，具有实用性强，应用面广、投资少、见效快等特点，可作为处理微污染江河饮用水的一种备选方法。对于缓解由于水源污染而造成的处理难度，改善供水水质，降低制水成本，具有普遍的意义和较高的应用价值。 关键词：气浮法 水厂改造 工程实例 1 前言 众所周知，气浮法由于分离效率高，并兼有向水中充氧曝气的作用，所以特别适用于处理低温、低浊、高藻、高色和受

2、有机物污染的原水。工程应用及研究均表明，除分离无机及有机悬浮物外，气浮法对于水中溶解性有机物也有一定的去除效果。实际上，即使是在含沙量较大的江河水或混凝良好的水中，也还存同样适于为气浮法所去除的小沉速颗粒。更何况随着国内水环境受到日益严重的污染，许多河水兼有了江河水与湖、塘、水库水的水质特征，如含藻量增多、色臭味加重、并呈现季节性变化，增加了混凝-沉淀-过滤工艺的处理难度。因此，将气浮工艺引入传统水处理流程中，可充分发挥气浮法与沉淀法各自的特点，以期获得较好的处理效果。气浮法用于水厂的改造，主有三种形式：1. 简单地将沉淀池改为气浮池；2. 将沉淀池改为可切换交替运行的沉浮池；3. 将滤池改为

3、气浮滤池。第一种方式虽可有效改善低温、低浊、高藻、高色和受有机物污染原水的处理效果，但不适应高浊期水质；第二种方式可根据原水水质，随时将沉浮池切换为沉淀池或气浮池使用，对原水水质有较强的适应性；第三种方式通过将滤池改造为气浮滤池，形成混凝-沉淀-气浮-过滤处理流程，进一步增强了对水质变化的适应性，可有效地改善处理效果。本文主以笔者完成的两项工程实例，介绍后两种改造方式。 2 实例一：气浮滤池 河南省某水厂建于1990年，取沙河水(属淮河流域)，处理流程为：原水穿孔旋流絮凝池斜管沉淀池虹吸滤池液氯消毒管网 原设计流量万吨日，改造时实际平均日供水量为.万吨，高峰期超过万吨，已处于超负荷运行状态。由

4、于沙河上游工业废水排放增多，水源污染状况日趋严重，极大地干扰了水厂的正常运行。主表现在：枯水期沙河水中污水(由上游排放)所占比例偏大，水质(有机)污染严重，历时较长，加之此时原水水质多处于低温低浊期，原有水处理工艺对此很不适应。近期统计资料表明，低温低浊期一般在月，原水浊度9-17 度，色度为2030度，出水分别为3-7NTU和2025度，采用人工加泥的方法后，分别为1-4度和8-13度；污染(同时也是枯水)期一般在3，4，5，11，12月，原水浊度约20度，色度4050，臭和味高达5级，处理后分别为5-8度、2535度和4级，人工加泥后水质有所提高。原水年平均浊度约25100度，出厂水一般大

5、于5NTU。在、月高浊期，水中泥沙含量大，浊度最高达30000度，沉淀池浊度负荷过高，大量絮凝体溢流入滤池，堵塞滤料，此时出水水质虽有保证，但过滤周期缩短，处理系统整体性能难以正常发挥；由于水中存在大量的营养物质，春、夏季节水中藻类和其他浮游生物增多，腥味极重。镜检表明，藻类以丝藻、硅藻、绿藻和蓝藻(主是鞘丝藻和鱼腥藻)居多。同时，水生物还在滤料表面繁殖，使过滤周期大为缩短，滤池冲洗频繁，难以洗净。而不良的冲洗又降低了滤池的过滤能力，形成恶性循环，使制水成本增加。1995年初，在小试的基础上，通过将原虹吸滤池的个滤格均改造为气浮式虹吸滤池，实现了混凝沉淀气浮过滤的新工艺，流程如下：因为采用的是

6、分流式压力溶气气浮系统，所以未增加滤池的水量负荷，亦即无论气浮单元投入运行与否，滤速均未改变，同时，也无须增设新的处理构筑物。气浮单元的运行方式非常灵活，可通过将气浮单元投入或撤出水处理系统，或调节溶气水回流比的大小等方法，控制滤前水质，以适应原水水质的变化，降低制水成本。因此，非常适用于季节性多变的水源水质，增强系统整体抗冲击负荷的能力。改造完成后，在不同的溶气水回流比、投矾量及原水水质条件下，共进行了个过滤周期的测试，表中所列为各周期平均水质、运行操作指标、以及采用气浮滤池后制水成本降低值。其中，滤池周期以滤后水浊度超过3度为限，溶气水压力控制在0.32-0.36MPa。表中，沉淀水、过滤

7、水和气滤水分别表示沉淀池、滤池和气浮滤池出水。试验期间，从第个周期(号样)起，天气转晴，气温升高，同时，上游工业废水排放量增大，致使原水水质变坏，有机物污染程度及藻类总数显著增加。由表可见，各样本气滤后水水质指标均明显优于过滤水，同时制水成本也大为下降。分析试验所测结果，影响出水水质及水处理系统整体性能的因素主有：悬浮物尺度：与常规气浮            摘本文以两个工程实例，具体地介绍了用气浮工艺改造采用混凝-沉淀-过滤工艺水厂的技术方法及效果。工程实 

8、60;       本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。系统不同，本试验气浮单元进水不是平缓地由反应池引入，而是经管渠系统而来，其中的悬浮物是破碎细小的矾花。所以，气滤池表面大量浮渣的形成，说明水中悬浮颗粒的大小不是影响气浮效果的主因素；回流比：因为溶气水取自沉淀水，所以确切地说，溶气水与处理水量之比应称为“分流比”，但为便于理解，在此还是按习惯称其为回流比。回流比在很大程度上控制着气滤

9、水的水质。，样本中均含回流比相异的两组气浮过滤水测试结果。比较各对照组可见，回流比增加后，过滤周期延长很多。如与号样，回流比由增至后，过滤周期由小时延至 8.5小时。增加回流比还可降低投矾量。如号样与号样的原水水质差别不大，当回流比由10.5增到12，对应投矾量由4.10mg/l降至1.70mg/l后，气滤池周期仅缩短18，而滤池则缩短39。    表1 气浮过滤试验综合测试表     序号    测试指标    浊度 

10、60;  (度)    色度    (度)    臭味    (级)    CODCr    (mg/L)    氨氮    (mg/L)    藻数，去除率    (万个/L，%

11、)    滤速    (m/h)    周期    (h)    冲洗水比耗    (m3/万m3)    操作条件    气浮电耗    (度/万m3)    成本降低  

12、60; (万元/万m3)    1    原水    8.6    17.5    3    25.00    0.40    25.4     146.46    312.68 

13、   沉淀水    6.6    16.1    3    20.00    0.30    22.3, 12.2     矾5.0mg/L    过滤水    4.1   

14、60;14.3    2    11.00    0.25    15.7, 29.9    11.6    4.1    984.02    气滤水    1.3    11.6 

15、0;  1    5.00    0.19    8.9, 60.1    11.6    18.8    214.60    回流比 10.0%    2    原水    11

16、.0    17.5    3    27.00    0.55    30.2     矾 4.1mg/L    回流比 10.5%     153.79    168.39    沉淀水 

17、;   6.3    17.0    3    23.0    0.30    26.4,12.6     过滤水    4.1    12.4    2    15.0

18、    0.05    17.3,34.5    11.0    6.3    675.33    气滤水    1.5    9.9    1    5.00   &#

19、160;0.03    8.2,67.0    11.0    20.6    206.53    3    原水    8.0    17.5    3    26.50  &#

20、160; 0.25    48.0     矾1.7mg/L                摘本文以两个工程实例，具体地介绍了用气浮工艺改造采用混凝-沉淀-过滤工艺水厂的技术方法及效果。工程实         本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投

21、稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。回流比12.0%     175.75    346.41    沉淀水    6.6    17.5    3    21.30    0.20

22、0;   45.0, 6.3     过滤水    3.3    15.3    2    18.50    0.04    42.0, 6.7    11.3    3.8   

23、 1089.89    气滤水    1.5    11.6    1    4.00    0.03    14.0,66.9    11.2    16.7    250.21 

24、;   4    原水    13.5    30.0    4    30.00    3.00    42.0     矾4.0mg/L    回流比7.0%     

25、;102.52    880.93    沉淀水    11.2    27.9    4    29.50    3.00    31.2,26.1     过滤水    5.2 

26、0;  21.4    3    25.50    2.90    20.0,35.5    11.4    1.3    3157.89    气滤水    3.3    19.

27、8    2    18.00    1.50    12.8,59.0    11.1    3.5    1204.63    5    原水    15.0   &

28、#160;30.7    3    28.00    7.00    148         沉淀水    7.9    30.7    3    24.00   

29、60;7.00    33.2,77.6     矾 8.0mg/L    过滤水    4.1    22.0    3    20.00    6.00    43.6,    11.7 

30、;   4.2    952.38    气滤水1    1.8    14.8    2    12.00    3.00    10.8,67.5    11.0   

31、0;16.0    265.91    回流比12.0%    175.75    199.36    气滤水2    2.5    19.8    2    15.00    4.00 &

32、#160;  16.8,49.4    11.6    9.6    420.26    7.4%    108.38    272.87    6    原水    70.0   

33、0;27.5    4    56.00    8.00    150    0.7         沉淀水    12.9    27.5    4    2

34、4.00    7.50    41.3,72.5     矾6.6mg/L     过滤水    6.1    20.5    3    20.00    7.50    41.3,0.00

35、0;   12.0    0.7    5571.43                摘本文以两个工程实例，具体地介绍了用气浮工艺改造采用混凝-沉淀-过滤工艺水厂的技术方法及效果。工程实         本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络

36、上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。除沉淀水水质外，影响回流比的主因素是滤速。对比现行室外给水设计规范(BGJ13-86)规定，气浮池向下流速一般采用5.409.00 m/h，回流比为5-10，溶气压力为0.2-0.4MPa。而本试验中，一般在回流比大于10的条件下，才能保证气滤水水质以及足够长的过滤周期。其原因除正处于高污染、高藻期外，滤速(等于气浮池向下流速)过大(11-12 m/h)是一个主原因。过大的滤速一方面减少了气泡释放与浮升的时间，同时会在滤料层中产生气阻现象。另一方面浮渣层由

37、于缺乏足够多的气泡顶托，也不易稳定。再由于气滤池改建施工上的原因，难以保证待滤水与溶气水的均匀分布与有效接触，也使回流比增加。因为试验期间正处于用城市供水紧张期，水厂清水池的水位总是处于低线，所以不宜减产进行试验，以求得较低滤速条件下的最优回流比。但从几次单池短时降流的实际观测所见，在同样的回流比条件下，浮渣层的厚度、密度及稳定性明显增加。实际上，对回流比的大小应作全面衡量。从实效上看，降低回流比的目的无非是希望节省气浮系统动力费用，降低制水成本。由表可见，尽管高的回流比增加了气浮动力费，但却大大延长了滤池的过滤周期，节约了大量的冲洗水。况且12与 7回流比间的的电费差额很小(29元万吨)，相

38、比之下，在水质提高的同时，总成本也降低了很多。因此，应根据实际情况与求的不同，合理选择或确定回流比，不宜一概而论。如英国推荐的回流比就高达1025。本研究建议在原水受有机物污染，或滤速大于9m/h的情况下，采用大的回流比(大于1012)，在经济上与技术上都是有利的。当原水水质一般时，回流比则以小于10为宜。根据这一原则，并考虑到离心泵曲线较为平缓的特点(水泵轴功率随流量减少的降差很小)，选泵时宜选用两大一小三台泵，单泵工作，其中一台大泵为备用泵，以适应不同水质及回流比求；对有机物及藻类的去除：对比各样本，气滤池对有机物的去除明显高于滤池，尤其是对藻类的去除。在多数样本中，滤池对藻的去除很少，尤

39、其是样本()，过滤水藻含量甚至高于沉淀水，这可能是由于滤层已为藻所饱和而致；过滤周期：过滤周期的长短直接反映了滤前水处理效果的好坏，特别是水中有机物对滤料絮凝吸附能力的干扰很大，往往造成浊度提前穿透。新工艺与原有工艺的最大区别正在于待滤水的水质更好。由表可见，一般情况下(样本)气浮滤池过滤周期较滤池延长约14小时，而在水源污染期(样本)，滤池周期极短，但当采用较高回流比时，气滤池周期可延长小时。            摘本文以两个工程实例，具体地介绍了用气浮工艺改造采用混凝-

40、沉淀-过滤工艺水厂的技术方法及效果。工程实         本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。对水厂而言，在改善出厂水质的同时能增加过滤周期，就意味着生产成本的下降，尤其是在原周期较短的情况下，效益更加突出；经济分析：表中制水成本下降为根据各周期实测电耗值，按周口市工业电价(电0.40元度电)和二水厂实际制水成本(水0.48元吨水，其中已扣除二泵房输配水成本)折算而

41、得。折算结果表明，一般情况下制水成本可降低160350元万吨，原水污染时，降幅更多。按日产水量万吨、成本降低 225元万吨计，每年可节省成本近30万元，若计入减少的矾耗，经济效益将更为显著。操作水平：考虑到研究成果的实用性与可重复性，本次试验完全是在水厂实际的操作水平、运行条件及运行状态下进行的，对实际存在的很多的不利因素未加以排除，同时，试验期间正处于源水水质污染的不利条件下，因此所得研究成果真实地反映了混凝沉淀气浮过滤新工艺的实际应用效果，具有较大的参考价值。试验结果表明:合理分配水处理系统中各单元悬浮物负荷，改善待滤水水质是保证滤池正常功能和滤后水质的关键；在传统的混凝沉淀过滤工艺中，增

42、加气浮工序后可形成的一种高效、低耗、实用的饮用水处理新工艺，其经济技术指标明显优于传统的沉淀过滤工艺。通过处理单元的优化组合，使悬浮物负荷分配更趋合理，提高了水处理系统抗冲击负荷的能力与运行操作的灵活性，强化了整体性能；由于新工艺放宽了对沉淀水水质的求，因此，可以增加已有沉淀池的处理流量或提高新建沉淀池的设计负荷。这样，新工艺除可节省运行费用外，还可降低改、扩建或新建工程投资；在周口二水厂的试验条件下，气浮滤池制水成本一般可降低1.63.6分吨，污染期超过7分吨，经济效益十分明显。延长过滤周期，改善出水水质，收到了良好的经济效益与社会效益；气浮式虹吸滤池与气浮式双阀滤池工艺简单，易于实现，不需

43、增设构筑物与刮渣机，投资省、见效快，尤其适合现有滤池的改造，还可作为其他类型滤池改造时的参考；溶气水回流比的大小，对气浮处理效果起着十分重的控制作用。可以通过调节回流比的大小，适应不同的水质。因此，回流比的范围以7-12为宜，最好选用二大一小三台泵，以单泵方式工作，其中一台为备用泵，以适应不同水质及回流比求；气浮滤池滤速以小于9m/h为宜，否则应采用大的回流比。    3 实例二：沉浮池 湖北某乡镇水厂以长湖为水源，设计日供水量6千吨，原设计净水流程及构筑物池型为： 原水穿孔旋流絮凝池斜管沉淀池重力式无阀滤池液氯消毒管网 工程建成后，随着沿湖地区经济的快

44、速发展，大量未经处理的工业及生活污水排入其中，再加上水产养殖业的影响，长湖水质受到严重污染，溶解性有机物含量加，水体呈富营养化，色、嗅、味显著。除汛水期外(历时几周)，水中悬浮物以有机颗粒及水微生物(如水藻)为主。这类物质比重一般接近于水，即使加大投矾量，也很难由水中沉淀分离出来，从而使水微生物得以在滤池内大量繁殖，一方面堵塞滤料层，使过滤周期缩短，另一方面，由于滤料受到污染，出水水质难以满足国家饮用水卫生标准。更有甚者，滤后水水质差于原水水质的现象时有发生。严重时，水呈酱褐色，被用户称为“酱油水”，“腥臭水”。因为水质差，用户数量锐减，水厂日供水量仅2千吨左右，以致生产成本高，水厂的经济效益

45、及社会效益均受到严重影响。现场情况分析表明，获得好的水处理效果，关键在于提高滤前水的水质。因此，根据原水水质特点，考虑将斜管沉淀池改为可切换为沉淀池或气浮池运行的“斜管沉淀/气浮池”。 改造后的沉淀池仅在原池中增设了两面导流墙。隔墙1设于沉淀池起端，用于形成气泡捕捉区(微气泡与水中悬浮颗粒在此相互碰撞凝聚)，隔墙2设于沉淀池未端，用于隔开浮渣并将澄清水从池的下部导入出水槽。 在隔墙1下方开有导流孔，并设闸板1控制孔的开闭。当原水浊度较高时(如汛期)，打开闸板，这时水从池底进入，向上通过斜管，沉淀水由集水槽收集，经集水总渠送往滤池。这时池子的功能与一般斜管沉淀池无异。若将闸板关闭，并启动产微气泡

46、系统，水池即成为气浮池。这时，水在气泡捕捉区内与微气泡混合，向上溢流入气浮区，气-固凝聚体浮升水面成为浮渣，定期刮入排渣槽排除。澄清水向下通过斜管进入出水区，由集水槽收集后送往滤池。沉淀与气浮功能的切换非常方便。 1996年年中，改造后的斜管沉淀/气浮池投入运行。滤前水质获得明显改善，出厂水质经当地卫生防疫部门检测，各项指标均符合国家生活饮用水卫生标准(BG5749-85)(表2)。     表2 水质检测表     水质指标    色度(度)    浊度(度)  &#