摘要：通過(guo)(guo)對常規過(guo)(guo)濾和直(zhi)(zhi)接過(guo)(guo)濾的(de)(de)濾后水質、濾池運行情況的(de)(de)監測(ce)，探討了采(cai)用V型濾池進行直(zhi)(zhi)接過(guo)(guo)濾的(de)(de)可行性(xing)。

關鍵詞：低(di)溫(wen)低(di)濁水； V型濾池； 直接過濾

北方地(di)區(qu)的(de)(de)冬季氣溫較低，這給常規水處理工藝的(de)(de)運行(xing)帶來了不便，如(ru)平(ping)流沉淀池(chi)的(de)(de)排泥、破冰(bing)問題(ti)等。因此，筆者進行(xing)了V型濾池(chi)的(de)(de)直接過(guo)濾研究。

1 工藝流程

工藝流程見(jian)圖(tu)1。

圖1 工藝流程

水廠的原(yuan)水取(qu)自(zi)水庫底層(ceng)，在試驗過(guo)程中(zhong)其濁度(du)為(wei)0．7～1．1 NTU，水溫為(wei)3～4．9 oC，屬典型的低溫低濁水。凈水工藝分為(wei)兩線(xian)，每線(xian)各有兩組構筑物(通(tong)過(guo)配水井配水)。V型濾池的有效(xiao)過(guo)濾面積為(wei)l12 m ，設計濾速為(wei)10．3 m／h，濾層(ceng)厚(hou)度(du)為(wei)1．1 m，有效(xiao)粒徑為(wei)0．95 mm。

2 試驗方法

2001年11月12日-2002年3月6日，I線采(cai)用(yong)直接過濾即超越(yue)運(yun)行，Ⅱ線采(cai)用(yong)常(chang)規過濾的(de)(de)運(yun)行方式(shi)。試驗通過改變加藥(yao)量，對濾前(qian)、濾后水水質和濾池(chi)的(de)(de)運(yun)行狀態進行監測。試驗藥(yao)劑(ji)為聚(ju)合(he)氯化鋁和聚(ju)合(he)鋁鐵，濁(zhuo)度(du)采(cai)用(yong)美(mei)國HACH公司的(de)(de)便攜式(shi)濁(zhuo)度(du)儀測定(ding)，TOC采(cai)用(yong)總有機碳分析儀測定(ding)。

3 結果與討論

3．1 加(jia)藥(yao)量(liang)對濾前水濁(zhuo)度的影響(xiang)

對于(yu)直(zhi)接過(guo)濾(lv)而(er)言，原(yuan)水(shui)從加(jia)藥點(dian)到濾(lv)池僅經(jing)(jing)過(guo)短短8 min的微絮(xu)凝(ning)過(guo)程(所加(jia)混凝(ning)劑(ji)只是改變了水(shui)中膠(jiao)體顆粒(li)的表(biao)面(mian)性(xing)質)，因(yin)此濾(lv)前水(shui)濁度(du)(du)反而(er)高于(yu)原(yuan)水(shui)濁度(du)(du)；常規過(guo)濾(lv)由于(yu)經(jing)(jing)歷了加(jia)藥混合、反應(ying)沉(chen)淀(dian)的過(guo)程，膠(jiao)體顆粒(li)與混凝(ning)劑(ji)反應(ying)充(chong)分而(er)形(xing)成了較(jiao)(jiao)大礬花(hua)，在(zai)流經(jing)(jing)平流沉(chen)淀(dian)池時大部分被去除 (加(jia)藥量越大則去除效果越顯著)，故濾(lv)前水(shui)濁度(du)(du)較(jiao)(jiao)原(yuan)水(shui)濁度(du)(du)有較(jiao)(jiao)大幅度(du)(du)下降。

3．2 藥(yao)劑及其投量(liang)對濾后水質的影響

常規(gui)過(guo)濾(lv)與直接(jie)(jie)(jie)過(guo)濾(lv)相比，在(zai)加(jia)藥量較(jiao)低(di)時(shi) (<3 mg／L)濾(lv)后(hou)水(shui)濁度(du)(du)較(jiao)接(jie)(jie)(jie)近，當加(jia)藥量>3 mg／L 時(shi)常規(gui)過(guo)濾(lv)的濾(lv)后(hou)水(shui)濁度(du)(du)較(jiao)直接(jie)(jie)(jie)過(guo)濾(lv)的低(di)。試(shi)驗也發(fa)現，混(hun)凝劑種(zhong)類對出(chu)水(shui)水(shui)質有影(ying)響：投加(jia)聚合鋁鐵時(shi)的出(chu)水(shui)濁度(du)(du)較(jiao)投加(jia)聚合氯化(hua)鋁的略高，但出(chu)水(shui)中(zhong)溶解性鋁含量較(jiao)低(di)。

采(cai)用直(zhi)接(jie)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)的(de)(de)(de)運行方式(shi)會(hui)降低(di)對(dui)TOC的(de)(de)(de)去(qu)除率(較常規過(guo)(guo)濾(lv)(lv))。這是因為(wei)水(shui)(shui)中(zhong)有(you)機(ji)物以膠體(ti)和(he)溶解性(xing)(xing)兩種(zhong)形式(shi)存在(zai)，且一(yi)般(ban)帶(dai)有(you)較高的(de)(de)(de)表面電(dian)荷(he)，其(qi)中(zhong)膠體(ti)有(you)機(ji)物可(ke)通過(guo)(guo)混凝(ning)(ning)劑的(de)(de)(de)壓縮雙電(dian)層、電(dian)性(xing)(xing)中(zhong)和(he)作用來(lai)改變(bian)表面電(dian)荷(he)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)質而由(you)(you)濾(lv)(lv)池截留，而溶解性(xing)(xing)有(you)機(ji)物則(ze)必須經過(guo)(guo)混凝(ning)(ning)、沉(chen)淀(dian)才能去(qu)除。由(you)(you)于直(zhi)接(jie)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)沒有(you)經過(guo)(guo)反應、沉(chen)淀(dian)過(guo)(guo)程，因此不(bu)能有(you)效(xiao)去(qu)除溶解性(xing)(xing)有(you)機(ji)物，故對(dui)TOC的(de)(de)(de)去(qu)除率較常規過(guo)(guo)濾(lv)(lv)的(de)(de)(de)低(di)。試驗(yan)中(zhong)，直(zhi)接(jie)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)對(dui)TOC的(de)(de)(de)去(qu)除率較常規過(guo)(guo)濾(lv)(lv)的(de)(de)(de)低(di)約7％(最(zui)大值(zhi))。采(cai)用直(zhi)接(jie)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)時(shi)濾(lv)(lv)后(hou)(hou)(hou)水(shui)(shui)出現(xian)了后(hou)(hou)(hou)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)現(xian)象：清水(shui)(shui)池表面及側壁有(you)一(yi)層黃(huang)色藥沫，出廠(chang)水(shui)(shui)濁度(du)高于濾(lv)(lv)后(hou)(hou)(hou)水(shui)(shui)。有(you)資料表明：為(wei)了避(bi)(bi)免(mian)出現(xian)后(hou)(hou)(hou)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)則(ze)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)時(shi)間不(bu)宜低(di)于3．5 min；為(wei)了防(fang)止濁度(du)泄漏和(he)水(shui)(shui)頭損失增長(chang)過(guo)(guo)快則(ze)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)時(shi)間不(bu)宜低(di)于10 min；在(zai)水(shui)(shui)溫< 3．3 oC時(shi)，只有(you)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)時(shi)間>10 min才能防(fang)止形成后(hou)(hou)(hou)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)體(ti)。在(zai)筆者(zhe)的(de)(de)(de)直(zhi)接(jie)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)試驗(yan)中(zhong)，原水(shui)(shui)溫度(du)偏低(di)，而藥劑與膠體(ti)顆粒(li)的(de)(de)(de)接(jie)觸時(shi)間又僅(jin)為(wei)8 min，因而也(ye)就不(bu)可(ke)避(bi)(bi)免(mian)地出現(xian)了后(hou)(hou)(hou)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)現(xian)象。

3．3 投藥量對濾池運(yun)行(xing)的影(ying)響

投(tou)藥量對濾池運(yun)行的影響見表1。

表1 過濾周期對照表

由表(biao)1可知，常(chang)規過濾(lv)的(de)加(jia)藥量(liang)越大則濾(lv)池(chi)的(de)過濾(lv)周期就越長，濾(lv)料(liao)堵(du)塞值(zhi)的(de)增(zeng)長趨勢就越緩慢(man)；直接過濾(lv)的(de)加(jia)藥量(liang)越大則濾(lv)池(chi)的(de)運行周期反而越短(duan)，濾(lv)料(liao)的(de)堵(du)塞值(zhi)變化(hua)得(de)越快，因而不能(neng)(neng)發揮均質濾(lv)料(liao)的(de)深層截污(wu)能(neng)(neng)力。

對于常規(gui)過濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)，由(you)于原水(shui)(shui)(shui)先經(jing)過加藥混(hun)合(he)、反應、沉淀再由(you)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)過濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(到達(da)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)需3 h左右)有(you)一定(ding)的(de)(de)緩沖，因而(er)對原水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)、水(shui)(shui)(shui)量(liang)變化(hua)有(you)較(jiao)強的(de)(de)適應能(neng)力；而(er)對于直接(jie)過濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)，原水(shui)(shui)(shui)經(jing)加藥混(hun)合(he)后便直接(jie)進(jin)入濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)，因此抗(kang)水(shui)(shui)(shui)力沖擊能(neng)力較(jiao)差。在(zai)(zai)監(jian)測過程(cheng)中，以直接(jie)過濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)方式運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)就出(chu)現(xian)了一次由(you)水(shui)(shui)(shui)力波動造(zao)成的(de)(de)濁度泄漏事(shi)(shi)故(gu)：原水(shui)(shui)(shui)流量(liang)在(zai)(zai)6 h內的(de)(de)變化(hua)幅度為14％ ～50％ ，濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)的(de)(de)過濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)周期(qi)縮短到7 ～ 8 h，臨近反沖洗(xi)時濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)后水(shui)(shui)(shui)濁度高達(da)0．8 NTU，這是(shi)由(you)于過快(kuai)的(de)(de)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)速變化(hua)造(zao)成了已吸(xi)附在(zai)(zai)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)料表面顆粒的(de)(de)脫落而(er)惡(e)(e)化(hua)了水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)。在(zai)(zai)這個過程(cheng)中以常規(gui)方式運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)的(de)(de)過濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)周期(qi)雖然也有(you)所縮短，但沒(mei)有(you)出(chu)現(xian)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)惡(e)(e)化(hua)事(shi)(shi)故(gu)。

3．4 過(guo)濾過(guo)程中(zhong)的(de)濁度變(bian)化

 當原水(shui)的水(shui)質、水(shui)量比較穩定時，在(zai)濾(lv)池的整個運行(xing)過程中，均沒有出現泄漏，可見(jian)V型濾(lv)池具有很強的截污(wu)能力，不易發生穿透現象。

4 結語

① 直接過(guo)濾(lv)時的濾(lv)前水濁度較常規過(guo)濾(lv)的高(gao)，因(yin)此要求懸浮固體在濾(lv)層(ceng)中盡量穿(chuan)透深(shen)(shen)一點，以充分利用V型濾(lv)池(chi)的深(shen)(shen)層(ceng)截污能力。為保(bao)證出水水質，在水溫過(guo)低的情況下應使絮凝時間>10 min，并(bing)盡量避免(mian)水力波動(dong)對(dui)濾(lv)池(chi)造(zao)成的沖擊(ji)。

② V型濾池在(zai)直接(jie)過濾時(shi)，采用聚(ju)合鋁(lv)鐵(tie)作混凝劑(ji)可以減少濾后水中溶解性鋁(lv)的含量。

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