摘要:高效(xiao)混凝沉淀技術(shu)作(zuo)為一(yi)種先進的(de)原水(shui)預處理(li)技術(shu)，具有投入少、效(xiao)率(lv)高、運(yun)行(xing)成本低等優(you)點。結合陜西黃(huang)陵煤(mei)化工(gong)(gong)有限責任公司原水(shui)處理(li)系統(tong)，系統(tong)地介紹(shao)了(le)該技術(shu)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)原理(li)及工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程，并(bing)同(tong)傳(chuan)統(tong)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、澄清池工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、國外高效(xiao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)進行(xing)對比，分析了(le)裝置運(yun)行(xing)情況與(yu)經濟效(xiao)益。

關鍵詞:原水處(chu)理;高效;混凝(ning);沉淀

中圖(tu)分(fen)類(lei)號(hao)(hao):X784文獻標識碼:B文章編號(hao)(hao):1001-3709(2013)01-0053-03

Theapplicationofhighefficiencycoagulatingsedimentationwaterpurificationtechnologyinthetreatmentofrawwater

YangYongliLiuDaweiZhangChangrun

Abstract:Asadvancedrawwaterpretreatmenttechnology，thehighefficiencycoagulatingsedimentationwaterpurificationtechnologyhastheadvantagesoflessinvestment，highefficiency，andlowoperationcost．TakingtherawwatertreatmentsysteminShanxiHuanglingCoal＆CoalChemicalsCo．Ltd．asanexample，thispapersystematicallyintroducestheworkingprincipleandprocessofthistechnology，analyzestherunningconditionandeconomicbenefitbycomparingthistechnologywithtraditionalprocess，settlingpondprocessandforeignhighefficiencyprocess．

Keywords:Rawwatertreatment;Highefficiency;Coagulatingsedimentation

原水(shui)處(chu)理主要是去(qu)除水(shui)中(zhong)的懸浮物和膠體物質。常規凈(jing)(jing)水(shui)處(chu)理工藝(yi)存(cun)在效率低(di)、占地大(da)(da)、出(chu)水(shui)水(shui)質不高等問題。新一代高效混凝(ning)沉淀凈(jing)(jing)水(shui)技(ji)(ji)術克服了現有技(ji)(ji)術的局限性，推出(chu)了更趨(qu)完善的管式微(wei)渦(wo)混合器、微(wei)渦(wo)折板(ban)絮凝(ning)設(she)備、高效復合斜板(ban)沉淀設(she)備等技(ji)(ji)術產品。工程實踐證明(ming)，采用此項技(ji)(ji)術可使沉淀池(chi)出(chu)水(shui)濁(zhuo)度穩定低(di)于(yu)3NTU，濾后水(shui)接(jie)近0度，節(jie)省藥(yao)劑(ji)投加量30%，節(jie)省濾池(chi)反沖洗水(shui)量50%，大(da)(da)大(da)(da)降低(di)了運(yun)行費用和制(zhi)水(shui)成本(ben)，經濟效益和社(she)會效益顯著提高。

1工藝流程及工作機理

高(gao)效絮凝沉(chen)淀凈水技術(shu)主要(yao)包括藥劑(ji)混合、絮凝反應和沉(chen)淀分離三(san)大主要(yao)工藝步驟，具(ju)體如圖(tu)1所(suo)示(shi)。

                             圖1高效絮凝沉淀(dian)凈水(shui)技術的工(gong)藝(yi)流程

1．1混合部分

混(hun)(hun)合過程(cheng)(cheng)也可稱為初級混(hun)(hun)凝(ning)(ning)，其實(shi)質是混(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)水(shui)解產物在(zai)水(shui)中的(de)擴散過程(cheng)(cheng)。水(shui)中膠體顆粒同時脫穩(wen)凝(ning)(ning)聚(ju)，是取(qu)得較(jiao)好絮凝(ning)(ning)效果(guo)的(de)先(xian)決條(tiao)件，也是節省投(tou)藥量的(de)關鍵。

在水處(chu)理反應(ying)中(zhong)起決(jue)定性作用的動(dong)力(li)學因素是亞微(wei)(wei)(wei)(wei)觀(guan)擴(kuo)散［1］。當研究尺度(du)(du)接近湍流微(wei)(wei)(wei)(wei)結構尺度(du)(du)時，亞微(wei)(wei)(wei)(wei)觀(guan)傳質主要由慣性效應(ying)引發的物質遷移造(zao)成。串(chuan)聯管(guan)式初級混(hun)凝設(she)備(bei)和管(guan)式微(wei)(wei)(wei)(wei)渦(wo)初級混(hun)凝設(she)備(bei)，就(jiu)是利用高比例、高強度(du)(du)微(wei)(wei)(wei)(wei)渦(wo)旋的離心慣性效應(ying)克服亞微(wei)(wei)(wei)(wei)觀(guan)傳質阻(zu)力(li)，增加亞微(wei)(wei)(wei)(wei)觀(guan)傳質速率。

1．2絮凝部分

1．2．1絮凝動力學(xue)致因

絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)長大過(guo)程是微小顆粒接觸與碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)的過(guo)程。絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)效(xiao)(xiao)果的好壞取決于(yu)以下2個因(yin)素:一是混(hun)凝(ning)劑水(shui)解(jie)后產生(sheng)的高分子絡(luo)合物(wu)形成吸附(fu)架橋(qiao)的聯結能力，由混(hun)凝(ning)劑的性(xing)質決定;二(er)是微小顆粒碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)的幾率和如何(he)控(kong)制其(qi)進(jin)行(xing)合理(li)的有效(xiao)(xiao)碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)，由設(she)備的動(dong)力學(xue)條件決定。在絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)池中(zhong)大幅(fu)度(du)地(di)增(zeng)(zeng)加湍流(liu)微渦(wo)旋的比例，可大幅(fu)度(du)地(di)增(zeng)(zeng)加顆粒碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)次數，改善(shan)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)效(xiao)(xiao)果。可通過(guo)在絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)池流(liu)動(dong)通道上，增(zeng)(zeng)設(she)多層小孔眼(yan)格網或微渦(wo)折板(ban)的辦法(fa)來實現。

1．2．2礬花合理的有效(xiao)碰撞(zhuang)

使顆粒(li)凝聚起來(lai)的碰(peng)撞(zhuang)稱之為有(you)效碰(peng)撞(zhuang)。在絮凝中礬(fan)花過(guo)快凝聚長(chang)大會出(chu)現2個問題:①礬(fan)花強度(du)減(jian)弱，在流(liu)動過(guo)程中遇到(dao)強剪切力(li)就會使吸附架橋被剪斷，剪斷后很(hen)難再(zai)連續，應(ying)絕對禁(jin)止;②礬(fan)花比表(biao)面積急(ji)劇(ju)(ju)減(jian)少(shao)，反應(ying)不(bu)(bu)完全的小顆粒(li)失去反應(ying)條件，與(yu)大顆粒(li)碰(peng)撞(zhuang)幾率急(ji)劇(ju)(ju)減(jian)小，很(hen)難再(zai)長(chang)大。這些顆粒(li)不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)能(neng)被沉(chen)淀(dian)池(chi)截流(liu)，也很(hen)難被濾池(chi)截流(liu)。絮凝池(chi)中礬(fan)花顆粒(li)也不(bu)(bu)能(neng)長(chang)得過(guo)慢，礬(fan)花長(chang)得過(guo)慢，會使其到(dao)達(da)沉(chen)淀(dian)池(chi)時達(da)不(bu)(bu)到(dao)沉(chen)淀(dian)尺度(du)，影(ying)響出(chu)水水質。

礬(fan)花的(de)顆粒尺度(du)(du)與密實度(du)(du)取決(jue)混凝(ning)(ning)水解產物形成(cheng)吸(xi)附架橋(qiao)(qiao)的(de)聯(lian)結能力(li)(li)(li)和湍(tuan)(tuan)流(liu)剪(jian)切力(li)(li)(li)。吸(xi)附架橋(qiao)(qiao)的(de)聯(lian)結能力(li)(li)(li)由(you)混凝(ning)(ning)劑性質(zhi)決(jue)定，湍(tuan)(tuan)流(liu)剪(jian)切力(li)(li)(li)由(you)構(gou)筑物創(chuang)造的(de)流(liu)動(dong)條件決(jue)定。絮凝(ning)(ning)池(chi)能有效(xiao)控制湍(tuan)(tuan)流(liu)剪(jian)切力(li)(li)(li)，就能保證好的(de)絮凝(ning)(ning)效(xiao)果。可通過弗(fu)羅德數相似準則(ze)和科(ke)學(xue)地(di)布設多層網格，控制絮凝(ning)(ning)過程中水流(liu)的(de)剪(jian)切力(li)(li)(li)和湍(tuan)(tuan)動(dong)度(du)(du)，形成(cheng)密實度(du)(du)合理、易于沉淀的(de)礬(fan)花。

1．3沉淀部分

傳統沉淀理論認(ren)為斜(xie)板(ban)、斜(xie)管沉淀池中(zhong)水(shui)(shui)流處(chu)于層(ceng)流狀態。實際上當斜(xie)管中(zhong)大(da)的礬花顆粒在沉淀時(shi)與水(shui)(shui)產生相(xiang)對(dui)運動，會產生小旋渦，造成水(shui)(shui)流的脈動。這些脈動不利于反應(ying)不完全小顆粒的沉淀，影響(xiang)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)。為克服這一現象，高(gao)效絮(xu)凝裝置采用了小間(jian)距(ju)斜(xie)板(ban)沉淀設備(bei)。

2工藝特點

2．1與傳統混凝沉淀工藝比較

傳(chuan)統工(gong)藝中與本設備最(zui)為接(jie)近的(de)(de)(de)工(gong)藝形式(shi)為管式(shi)靜態混(hun)合器(qi)→折板絮凝→斜管沉(chen)淀。這種工(gong)藝效(xiao)率較(jiao)高，但存在(zai)混(hun)凝動力學機理認識上的(de)(de)(de)局限，與高效(xiao)混(hun)凝沉(chen)淀新技術比(bi)較(jiao)，在(zai)處理效(xiao)率與效(xiao)果上有著顯著的(de)(de)(de)差距。二者(zhe)工(gong)藝形式(shi)上的(de)(de)(de)差別如圖2所示。

                          圖(tu)2高效混凝沉淀技術與傳統(tong)混凝沉淀工藝(yi)的比較

與傳(chuan)統工藝比(bi)較(jiao)，高效(xiao)混(hun)凝沉(chen)(chen)淀新技(ji)術具有以(yi)下優(you)點(dian):①利用(yong)微(wei)渦強(qiang)化亞微(wei)觀擴散，混(hun)合(he)迅速充(chong)分(fen)，可使藥劑充(chong)分(fen)發揮作用(yong)，節省(sheng)投藥量30%以(yi)上，且水量變(bian)化對其影響小;②利用(yong)擾流翼片強(qiang)化微(wei)渦傳(chuan)質，控制顆粒的合(he)理有效(xiao)碰撞，反應時間大幅度縮短;③克服(fu)了斜管(guan)蜂窩結(jie)構排泥的缺陷，進(jin)一步發揮淺池(chi)的優(you)勢，顯著提(ti)高沉(chen)(chen)淀效(xiao)率與出(chu)水水質。

2．2與澄清池工藝比較

澄清池(chi)(chi)是我國長期(qi)使用的一種工藝(yi)形式(shi)，至今仍在很多工業(ye)企(qi)業(ye)中廣泛使用。表1是以設(she)計水量60000m3/d的工程為例，對高效混(hun)凝沉淀工藝(yi)與澄清池(chi)(chi)進(jin)行(xing)比較。

2．3與國外高效工藝比較

法國得利滿(Degremont)與(yu)威(wei)立雅(VeoliaWater)先后推出的高密度(du)澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(DENSADEG)與(yu)微砂(sha)回(hui)流高速(su)斜管澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(ACTIFLO)等(deng)技術(shu)，被(bei)認(ren)為是“第三代澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)”的典范。表2以(yi)某(mou)海水淡(dan)化(hua)發(fa)電(dian)預處理工程(cheng)為例，對高效(xiao)混(hun)凝沉淀(dian)工藝與(yu)國外先進技術(shu)進行比較。

2．4總體特點

高效(xiao)混(hun)凝沉淀凈水技(ji)術是對國內外(wai)混(hun)凝沉淀技(ji)術的總結(jie)與(yu)發展，它具有以(yi)下突出的特點。

                     表1高效混凝沉(chen)淀(dian)新技(ji)術(shu)與澄清池工藝的比較

                   表(biao)2高效混(hun)凝新技術與國(guo)外先(xian)進(jin)技術的比較(jiao)

1)處理效率高，占地面積小，經濟(ji)效益顯著(zhu)。

 2)處理水(shui)質優，社會(hui)效(xiao)(xiao)益好，水(shui)質效(xiao)(xiao)益可觀。

3)抗沖擊能力強，適用廣泛(fan)，對低溫低濁(zhuo)、高濁(zhuo)、微污(wu)染等水質(zhi)均可得到較好處理(li)效果(guo)。

4)節省投藥(yao)量(liang)與自耗水量(liang)，制(zhi)水成本降低。

5)工期(qi)短，見效快，易(yi)維護(hu)。

3工程應用

陜(shan)西(xi)黃陵煤化工(gong)有(you)(you)限(xian)責任公司的原水預(yu)處理(li)工(gong)藝采用了高效混(hun)凝沉淀凈(jing)水技術，設計(ji)水量(liang)為2×500m3/h，來水取自(zi)沮(ju)河(he)。從2010年12月至今，在低溫、低濁情況下，運行效果(guo)穩定，出水水質濁度＜3NTU，實際(ji)運行成本只有(you)(you)0．037元/t水，完全達到設計(ji)要(yao)求。

4結論

高(gao)效混凝沉淀凈(jing)水技術(shu)克(ke)服了傳統水處理(li)技術(shu)的缺陷和不足(zu)，具(ju)有更為(wei)顯(xian)著的技術(shu)優勢，并對(dui)低溫低濁(zhuo)、汛期高(gao)濁(zhuo)水、微污染原(yuan)水等特殊(shu)水質均可(ke)達到(dao)理(li)想(xiang)處理(li)效果。運行結果表(biao)明，利用該技術(shu)大大降(jiang)低了運行費用和制水成本，經濟效益(yi)和社會效益(yi)顯(xian)著提高(gao)。

參考文獻

［1］王紹(shao)文(wen)．亞微觀傳質(zhi)在水(shui)處理(li)反應工藝(yi)中的作用［J］．中國給排水(shui)，2000，16(1):30-32．

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