低温低浊度的自来水该怎么处理

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2018-12-25

  在自来水厂的饮用水处理中,几种特殊水质的原水常规处理后出水一般不能达标, 低温低浊水处理也一直是困扰水厂的一大难题。低温低浊水主要指冬季水温0~4 ℃,浊度30NTU 以下的江河水及水库水。北方地区的冰冻期使水质长期处在低温(0~2 ℃)低浊(10~30 NTU)状态;南方地区源水属于低浊度水(赣南地区冬季可达到2 NTU 左右),进入冬季以后,温度也会降到10 ℃以下,处于相对的低温低浊状态。调查显示,水厂出水浊度不达标,就会对人体健康产生很大影响,比如肠胃疾病便与饮用水的浊度密切相关。

  低温低浊水特点及难处理原因

  温度低、浊度低、耗氧量低、碱度低、粘度大、pH值偏低等是低温低浊水在冬季的水质特征。低温低浊水难处理的原因是多方面的,关键因素是温度和浊度。低温使水的pH 值下降、粘度增大、水中胶体Zeta电位高、微粒布朗运动缓慢,进而影响混凝剂的水解、以及水处理过程中絮凝、沉淀、过滤的效果;而浊度低粒子间碰撞机会就少,絮凝反应就慢。由于我国地区水质差异,低温低浊水的处理一直没有得到系统研究,没有其特定的规律及成熟的处理方法,本文将对几种常见的处理方法进行论述。

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  2.自来水厂低温低浊水处理技术

  国内常用的低温低浊水处理的典型技术主要有溶气气浮技术、泥渣回流技术、微絮凝技术、磁力分离技术、膜法处理、优化选择混凝剂与助凝剂、预氧化等。

  2.1气浮技术

  气浮工艺净化水质的原理是:利用压力溶气水骤然减压释放大量的微细气泡与原水加药混凝产生的絮凝颗粒粘附在一起,使形成的絮凝体整体密度小于水的密度,使带气的絮凝颗粒浮至水面,形成浮渣,用刮渣机清除,从而实现悬浮胶体杂质的去除及水质的净化。

  气浮技术优点较多,它不仅能处理低温低浊水,而且也能处理水库原水中的色度、藻类和嗅味。这种技术在我国东北地区的很多水厂中已被采用近10年,并取得了较好效果。气浮工艺处理低温低浊水的合理性在于:

  气浮技术用于处理密度小、不易沉淀的絮体、藻类、油类效果显著;因水中悬浮杂质较少,气浮的气固比低,用气量少,可节省加压回流水的能量;原水在加压提升的过程中,要溶入一定的空气,而且当混凝剂水解时,所产生的 CO2微气泡也容易与絮体接触,粘附在一起,若是用沉淀方式,很难将其从水中分离出去,特别是原水浊度在 20NTU 以下时,这种现象尤为显著,就是斜管沉淀池也发挥不了多大作用,而气浮技术就能因势利导,使絮体加气上浮,足以克服低温低浊度不利因数对絮体分离的影响。

  2.2泥渣回流技术

  在低温季节处理低浊度水时,提高混凝反应效率途径之一是人为提高原水中固相物质的浓度。可向水中不断地投加机械杂质(如粘土或黄土等),或采用连续回流泥渣的方法。投加机械杂质较难实现,因为它不但需要很大的泥量造浊,而且要求配制和投加的悬浮物应具有和水中天然悬浮杂质相同的粒度为好。而泥渣回流法较易实现,也比较经济,因为回流泥渣的粒度与水中天然悬浮杂质粒度相同,且不需要大量投加人工造泥。

  泥渣回流技术的原理是:利用机械搅拌加速澄清池的泥渣回流特点来增加原水浊度,以弥补冬季原水浊度低的不足。即在原水中投加少量的药剂后,在搅拌叶片的作用下,进行充分混合、反应,生成的颗粒被紧密地吸附在活性泥渣的表面上,形成较大的絮凝体,通过分离室的悬浮细小泥渣层的接触、吸附、分离,达到除浊净化的效果。

  2.3微絮凝接触过滤法

  微絮凝接触过滤法主要用于处理浊度较低的水源水,它的工作原理是:滤料表面有一定的化学特性,滤池上层滤料空隙甚小,在滤料空隙采用多层滤料过滤设备,在原水中加入一定量的混凝剂、助凝剂后,立即直接进入滤池,在滤料层中形成微小絮凝体,其中一部分被滤料截留,另一部分被滤料吸附,呈现具有微絮凝接触吸附过滤作用,从而实现除低浊的目的。微絮凝接触滤池的滤料应采用无烟煤、石英砂双层滤料或单层石英砂粗滤料,以利于絮凝接触吸附作用。采用微絮凝接触过滤技术处理低温低浊度水,技术和经济效果显著,可使低温低浊水过滤后出水浊度保持在1NTU以下。

  2.4高梯度磁力分离技术

  磁力分离法是一种物理分离的方法,它是借助于磁场作用来分离不同性质的物质。水流通过高梯度磁分离器时,水中固体颗粒在磁场中除受磁力作用外,还受与磁力相抗衡的重力、惯性力、摩擦力、水流拖力及颗粒间的相互作用力等,只有当作用于颗粒的磁力大于与其相抗衡的力时,磁分离器才能将磁性部分与非磁性部分分离。对某一颗粒而言,它所受力的大小取决于磁场强度与磁场梯度的大小。没有一定的磁场强度,要分离弱磁性微细颗粒是困难的,但仅仅增大磁场强度来提高磁力,即所谓强磁性分离是不经济的。如果在给定磁场强度下,以增大磁场梯度来达到提高磁力的目的,则要经济得多,这就是所谓的高梯度磁性分离的优点。

  在作为饮用水源的地面水中,大多数杂质都属于弱磁性或反磁性的物质,它们不能在磁场中直接被除去,而是借助于向水中投加足够量的中间媒介物—接种剂,使水中含有足够数量的强磁性颗粒。这种强磁性接种剂,必须具有在磁场中很容易被强烈磁化,用较小的外加磁场就能引起饱和磁化,产生很大的磁力矩的性质,所以通常用磁铁粉作接种剂。接种剂与水中杂质在混凝剂的作用下,由磁性接种剂表面的共沉、水中的双电层压缩、混凝剂水解产物的凝聚与桥接作用,结成磁性絮凝,在高梯度磁力分离器中被去除。

  2.5膜法处理低温低浊水

  近年来,随着膜科学的进步与膜制造工业的快速发展,膜的性能不断提高,膜法以其出水水质稳定,系统占地面积小,运行维护简单,容易实现自动化等诸多优势日趋成为一种重要的新型水处理技术。虽然在处理低温低浊水方面仍处于探索研究阶段,但就现有的研究成果,足以说明膜工艺具有良好的应用前景。有研究表明,低压膜过滤可以取代滤池过滤低温低浊水。低压膜过滤在保证出水浊度低于1NTU时,滤速可达20m/h,过滤周期为150h,低压膜过滤可以采用原水直接过滤,不需投加混凝剂,长期运行后没有受到较大的污染。反冲洗方式简单易行,所需压力远低于常规的膜组件。

  2.6优化选择混凝剂与助凝剂

  选择适合处理水质的水处理剂,是提高低温低浊水处理效果的重要途径之一。

  对于低温低浊水处理,用单独的铝及铁盐作混凝剂效果并不好,因为水温低,形成的强水化氢氧化物比较稳定,而絮凝体产生的速度却很慢,导致了混凝剂的大量使用。目前,很多自来水厂都配合采用助凝剂。投加高分子助凝剂,不但提高了凝聚效果,还可减少混凝剂用量达30%~50%以上,但投加时应注意合理的选择混凝剂和助凝剂的投配比例和投加量,以增加水中胶体杂质微粒碰撞的机会,从而加快絮凝作用,提高絮凝反应效率,以达到净化低温低浊水的目的。

  2.7预氧化

  预氧化处理能够有效提高常规混凝工艺效率。其主要原因在于氧化剂能够破坏无机颗粒表面的有机涂层,从而降低其稳定性。氯是最早应用于水处理的预氧化剂,但是由于预氯化会产生危害人体健康的氯化副产物,因而需要更安全的预处理工艺。高锰酸盐复合药剂是高锰酸钾(主剂)和其他多种药剂(辅剂)组成,在处理微污染水体中表现出极好的协同作用,针对低温低浊水体,其助凝、助滤、除有机物污染效果尤其明显。该项预处理技术广泛应用于我国各地净水厂,处理效果良好且取得较好的经济效益。

  3.结语

  近年来,随着人们对水处理认识的不断深化,低温低浊水的处理也越来越引起业内关注。如何更有效地处理低温低浊水,是各地自来水厂面临的一大课题。国内现有的几种低温低浊水处理技术,都各有优势,应用时要分析水质特点,包括水温、浊度、水中的有机物、胶态物质等的含量,因地制宜,选择应用;设计时要通过技术经济比较,择优选用。

  参考文献:

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  [4]郑全枝,王承春,彭福弟,低温低浊污染水源的气浮处理[J],中国给水排水,1990,6(2):50-52

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