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微絮凝直接过滤工艺处理低浊度原水试验研究
作者:管理员    发布于:2016-01-05 13:50:31    文字:【】【】【

  青岛理工大学学报微絮凝直接过滤工艺处理低浊度原水试验研究*王培风赵平健2,刘芳1(1.浙江水利水电专科学校,杭州310018;2.浙江省工业设计研究院,杭州310014)20NTL时,采用聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,控制投药量为3~ 5mg/L,絮凝时间3~证出水浊度小于05NTL,符合国家饮用水卫生标准。

  近年来乡镇及农村供水安全问题日益受到重视,相应的工程项目相继开展。针对浙江省相当一部分地区村镇供水以低浊度的水库水、山区溪流为水源的水质特点,以及村镇供水工程规模小的实际情况,选择管理方便、投资及运行费用低于常规给水处理工艺的微絮凝直接过滤技术进行某水库水处理的试验研究。

  试验结果表明,采用微絮凝直接过滤技术对浊度小于20NTL的低浊度原水进行处理,可保证出水浊度小于05NTL,符合国家饮用水卫生标准。

  微絮凝直接过滤法是在原水中加入絮凝剂后,经快速混合,形成小而密的絮体,直接进入滤池与滤料充分碰撞接触和黏附,被滤层截留下来的过滤方式。直接过滤工艺简单,与常规给水处理工艺相比,工艺流程中不但省却了沉淀设备,而且絮凝剂用量少,可有效节约基建投资和运行维护费用,适用于低浊度原水的处理。现有的低浊度原水直接过滤技术研究成果,主要是采用大粒径无烟煤均质滤料、加大滤床厚度的手段,获得理想的处理效果。由于采用无烟煤滤料价格高,而且使用过程中容易破碎流失等问题,给技术经济能力有限的乡镇小规模水厂造成一定的负担。因此本试验采用普通石英砂均质滤料,以平均浊度小于20NTL的水库水为试验水样,在常规滤层厚度下,进行了微絮凝直接过滤工艺处理低浊度原水时佳絮凝剂投加量、佳操作条件的运行试验,为低浊度水的处理、特别是小规模水厂的处理工艺选择及运行操作提供可靠的技术依据。

  1试验装置及试验方法本试验的主要装置为过滤柱,采用透明有机玻璃制作而成,外型尺寸为0100x 3000mm,采用均质石英砂滤料,规格为:1-0mm,Ks0=1-25,滤层厚700mm.在小试的基础上,选择聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,通过改变絮凝剂投加量、絮凝时间、滤速等参数的运行试验,以出水浊度为控制指标,确定低浊度原水微絮凝直接过滤工艺的佳投药量、佳絮凝时间、滤速、过滤周期等运行操作参数。

  5~85,浊度高为12.3NTL,低0.87NTL,平均值为20~37NTL.试验过程中,过滤出水控制浊度小于0 5NTL,大水头损失0. 6m.当出水浊度大于0 5NTL或过滤水头损失大于06m时,采用气、水反冲洗的方式对滤柱进行反冲洗。

  2试验结果分析与讨论*浙江省教育厅资助项目(20031059)王培风等:微絮凝直接过滤工艺处理低浊度原水试验研究2.1絮凝剂投加量对出水浊度的影响在运行试验过程中,以之前所做烧杯试验结果为药剂种类选用的依据,选择絮凝效果比较好的聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,控制滤速为10~ 12m/h,其他运行参数均相同的条件下,测定不同絮凝剂投加量时的出水浊度,寻求直接过滤技术处理低浊度原水的佳絮凝剂投加量。为不同投药量下平均出水浊度变化曲线。

  由中出水浊度变化曲线可看出,当投药量小于4mg/L以下时,改变投药量对出水浊度有明显的影响。聚合氯化铝具有较强的电中和脱稳能力、快速的絮凝反应动力学及结团絮凝反应特征。在试验过程中可以明显观察到聚合氯化铝反应速度快,在絮凝时间控制合适的条件下,形成的微凝絮颗粒小而密实,经过微絮凝的颗粒进入滤床后穿透性能较好、滤层的截污效果良好。由于进水浊度低且稳定,进水pH值适中,因此进水水质对出水浊度的影响不明显,出水浊度的差异主要缘于絮凝剂投加量的改变。显示,投药量为2mg/L时出水浊度为052NTU,投药量为3mg/L及以上时,出水浊度均为0.5NTU以下,满足国家饮用水卫生标准的要求,但投药量在5mg/L以上时,出水浊度的降低有限,且絮凝过长,不属于微絮凝范畴。投药量小于2mg/L时,试验中可观察到形成的絮体明显偏少,测定结果发现滤后水的平均浊度偏高。因此,本试验确定的佳投药量为3~5mg/L. 2.2微絮凝时间对出水浊度的影响佳投药量与滤前絮凝反应时间对直接过滤的佳过滤周期及出水水质具有显著的影响,因此控制佳投药量及佳絮凝反应时间是获得佳过滤净化处理效能的关键。佳投药量和絮凝反应时间应依据絮凝剂的絮凝特性和原水悬浮颗粒特性及浓度而确定,使其形成能够透过较深滤层,同时又能与负电滤料表面发生接触粘结絮凝反应而被截留于滤料表面的正电性絮凝微粒。为佳投药量3mg/L、滤速为10~ 12m/h条件下,不同絮凝时间的平均出水浊度变化曲线。由曲线可看出,当微絮凝时间大于3min时,滤后出水平均浊度均在0 5NTU以下。试验发现,微絮凝时间在3min以下时,形成的矾花相对松散,在滤层中的穿透能力差,导致截污分布不均匀,被截留的颗粒物聚积在滤床上部滤料中,滤层的水头损失增加很快。微絮凝时间3~5min时,形成的矾花小而密实,可进入滤层内部,提高滤池的含污量,延长过滤周期。微絮凝时间大于5min时,由于絮凝时间过长,形成的絮体增大,原水进入滤池后,很快将滤层表面空隙堵塞,水头损失增加很快,虽然出水水质能够保证,但滤池的过滤周期大幅度减小。可见,经微絮凝的原水进入滤池的佳时机是形成小而密实的矾花阶段,而不是絮凝阶段或者形成较大絮凝体后。

  综合安全性及经济性考虑,佳微絮凝时间为3~絮凝剂对出水浊度的影响微絮凝时间对出水浊度的影响2.3佳滤速及运行周期的确定在佳投药量及微絮凝时间下,滤速的高低直接影响滤池工作周期的长短,当滤料粒径及深度一定时,滤速越大颗粒污染物在滤床中向下迁移得越快,过滤周期便越短。本试验在进水高浊度8. 5151|*爷田,钼青岛理工大学学报低1.2NTU,平均浊度为5. 3NTU;投药量为3mg/L;微絮凝时间4min表1滤速与运行周期的关系的条件下,以滤后出水浊度不大于0 5NTU作为控制指标,测定的不同滤速下过滤运行周期数据见表1.试验中观察可见,滤速为10~始水头损失、运行周期适中,相比滤速小于10m/h时水头损失偏大,滤速大于12m/h运行周期明显缩短的结果,确定本试验的佳滤速为10~ m/h,佳过滤运行周期为31. 5~39.6h.在实际生产过程中,可根据实际情况并结合操作管理的方便确定过滤周期。

  3结论(1)用微絮凝直接过滤工艺处理浊度小于20NTU的低浊度原水,采用聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,控制投药量为3~5mg/L,絮凝时间3~ 5min,可保证出水浊度小于05NTU,符合国家饮用水卫生标准。

  (2)本实验采用普通石英砂均质滤料及常规滤层厚度进行试验,主要是针对乡镇小规模水厂的经济技术条件,为其提供工艺选择和运行操作的技术依据。

  (3)微絮凝直接过滤工艺不但能有效地处理低浊度原水,而且与常规净水工艺相比,可大大节省投运行周期(h)

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