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    纯水设备

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    纯化水设备

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    反渗透设备

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    通过回收排泥水,利用排泥水中的颗粒物质为低浊原水提供“聚核”

    2022/5/19 16:39:42

    南京纯水设备行业新闻】惯例的水处置工艺中,低浊原水的混凝效果可能不佳,一方面出水浑浊度的控制存在风险,另一方面对残铝的精准控制存在一定难点,低浊水的处置一直是供水领域中的一个值得反复研究和实践的话题。本文结合生产实际,提出通过回收排泥水,利用排泥水中的颗粒物质为低浊原水提供“聚核”并优化混凝剂配比的方法解决实际问题,思路对相关水厂有一定指导意义。

    铝是一种人体非必需微量元素,但有医学研究标明,临时摄入过量的铝会引起营养不良、小儿小头畸形、发育缓慢、老年聪慧、食欲减退、血液和心脑血管等疾病的发生,因此严格控制出厂水余铝,保证水质平安的重要指标之一。

    受环境和地理位置影响,某市东部原水浑浊度常年较低,每年1-3月,受冷空气影响,城镇供水厂原水温度降低,并处于低浊状态,因原水缺少聚核,且水温下降导致颗粒物碰撞概率降低,造成混凝效果差,絮体难以沉降,最终导致出水浑浊度、余铝等参数偏高,影响供水平安。冬季,原水水温下降、低浊现象凸显,水厂使用固态聚合氯化铝(PA C作为混凝剂,但混凝效果欠佳,与其他季节相比,出厂水常有浑浊度及余铝偏高现象,尤其在每年1月左右,出厂水出现余铝偶有超内控标准情况。

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    出厂水余铝为何偏高?

    低水温低浑浊度情况下出厂水余铝偏高的原因主要有以下两方面:

    1絮凝效果差,聚合氯化铝(PA C难以沉降。

    原水浑浊度最低仅为0.92NTU温度最低达10.9℃条件下,水厂投放的混凝剂聚合氯化铝(PA C难以完成电荷中和、吸附架桥等过程,成核效果差,由此在混凝沉淀过程中未能完全反应生成絮体被滤池过滤截留,残留的铝离子进入清水池,造成出厂水余铝偏高。有研究标明原水中的铝和投加铝盐混凝剂后,经常规水处置工艺混凝-沉淀-过滤-消毒,仍有约11%铝含量残留于出厂水中,采用铝盐作为混凝剂的水厂中,其出水铝含量有40%~50%高于原水铝含量的机率,含量可达0.01~2.37mg/L

    2助凝剂成分含铝,溶解铝含量增加。

    水厂预处置过程常采用石灰作为助凝剂调节原水pH值和碱度,增强混凝效果。而石灰成分中含铝,溶于水后会增加溶解铝的含量,有造成出厂水余铝含量升高的风险。有研究表明:经石灰成分的测定,石灰自身成分含有铝的化合物,其中Al2O3成分浓度最大值为2.14%最小值为2.05%投加石灰后使原水成碱性,增加了铝的溶解度,过量的投加还会增加矾的消耗。故水中溶解铝含量与石灰投加量的多少相关。

    出水厂余铝超标如何应对?

    一般情况下,改善混凝效果的措施有两类,一是启用高锰酸钾预氧化,通过发生水合二氧化锰改善吸附卷扫能力;二是投加石灰,提高pH值和聚核,压缩双电层并加速絮凝。前者因需投加高锰酸钾,运营费用大幅度提高,后者过度投加将影响聚合氯化铝(PA C絮凝效果。因低浊原水应对问题的核心在于提高聚核含量,可考虑通过回收排泥水,并投加石灰以强化絮凝的方式,改善出水浑浊度及余铝偏高问题。

    >>>>回收排泥水,提高原水浑浊度

    对于低水温低浑浊度、原水颗粒物粒径小、多为胶体,现有工艺难以形成易沉降大粒径絮体的情况,改善沉淀池效果,提高原水浑浊度可达到去除污染物效果。将滤池反冲洗水、沉淀池排泥水根据原水浑浊度,依照10%~15%回流比,回流至反应池,提高原水浑浊度,使原水浑浊度由2-5NTU提高至10NTU左右,回流污泥作为絮凝剂参与混凝反应,增加胶体颗粒运动和相互碰撞的机率,促进胶体凝聚成核。

    >>>>优化药剂投加量,强化助凝效果

    措施前,该水厂石灰投加量约为2.8mg/L聚合氯化铝投加量约为3.2mg/L有研究表明,石灰对胶体微粒有助凝作用且可使混凝剂处于适宜的pH值范围。pH值过高有利于混凝反应,易造成溶解性铝离子不能高效利用形成沉淀物,有利于滤前水余铝控制,不适宜的pH值还可能增加矾的消耗。因此,通过烧杯实验,优化得出石灰、聚合氯化铝(PA C投加量,以确定实际生产过程中混凝剂、助凝剂的最加投药量,合理优化水处理效果。最终将石灰投加量确定为3.0mg/L聚合氯化铝投加量确定在5.0~6.0mg/L此时混凝效果最好,其反应后水处置效果最佳。

    >>>>提高排泥频次,保证沉淀池出水水质

    为改善排泥水沉降性能,水厂将沉淀池排泥由常规24h/次强制改为8h/次,以防止沉淀池发生翻泥现象,使泥水更好的分离,增强沉淀效果,保证出水水质。

    >>>>提高检测频次,反馈优化工艺参数

    为应对低水温低浑浊度原水带来的水质风险,水厂制定《原水水质突变应急预案》每年1-3月期间,水厂参照烧杯试验结果,结合实际情况将石灰投加量控制在3.0mg/L左右,聚合氯化铝(PA C投加量控制在5.0~6.0mg/L范围内。水质检测人员对水厂原水、过程水、出厂水、管网水进行3次/日的余铝检测,对水厂其他水质指标进行2次/日的早晚监测,并对检测结果进行对比分析,核算出平均值以便及时提供水质信息,作为运行人员调整投药量及应对措施的依据,保证供水水质平安。

    实践效果如何?

    原水温度下降低浑浊度期间,通过回收排泥水,提高原水浑浊度,强化助凝等一系列措施的应对,出厂水余铝及浑浊度偏高的问题得到全面解决。

    >>>>出水浑浊度

    原水温度下降低浑浊度期间,措施前后全过程水浑浊度方面,出厂水及管网末梢水完全符合水厂内控标准和《生活饮用水卫生规范》GB5749-2006限制要求。

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    >>>>出水余铝含量

    原水温度下降低浑浊度期间,措施前后全过程水余铝含量方面,出厂水及管网末梢水完全符合水厂内控标准和《生活饮用水卫生规范》GB5749-2006限制要求,实践证明采取的措施合理得当,可有效控制出厂水余铝含量。

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    >>>>其他出水指标

    目前,国并没有回用废水运行的规范指导,原水低水温低浑浊度期间,回收排泥水易引起悬浮物、重金属和有机物含量高、生物稳定性差等风险,为考察是否对出水水质造成有利影响,其他原水及出厂水水质参数如表所示,出厂水均满足《生活饮用水卫生规范》GB57492006限制要求。该结果说明水厂采取的应对措施科学有效,可保证供水水质平安。

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    总结

    针对每年1-3月外地水库原水呈水温低浑浊度低的特征,混凝反应单元因缺少聚核难以絮凝,易导致出水余铝及浑浊度等偏高的问题,利用排泥水颗粒物含量高的特点,通过烧杯试验优化得出适度回流排泥水提高原水浑浊度至10NTU左右,同时辅助投加石灰至3mg/L左右,并优化聚合氯化铝(PA C投加量为5.0~6.0mg/L可有效改善原水絮凝效果。

    临时运行实践标明,原水平均浑浊度为1.57NTU平均温度18.2℃的情况下,基于烧杯试验优化参数,可有效改善出厂水水质,保证各项水质指标均满足《生活饮用水卫生规范》GB5749-2006前提下,出厂水和管网末梢铝浓度分别降低了48.9%和43.1%浑浊度分别降低了10.7%和85.4%

    回收排泥水易引起悬浮物、重金属和有机物含量高、生物稳定性差等风险,回用排泥水时应注意过程水水质监测,并考察回用排泥水是否对出水水质造成有利影响。

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