改进辐流式沉淀池工艺处理受污染黄河水

维普资讯http://www.cqvip.com张勇刘衍波戴之荷(1济南市自来水公司，济南250012；2中国市政工程西北设计研究院，兰州730000)摘要随着黄河水水质污染的加剧，增加了采用常规处理工艺水厂的运行难度。针对黄河水的絮凝特点，采用适合于高浊度水的HPAM+PAC联合投加，清水回流以及高密度旋流絮凝技术对辐流式沉淀池工艺进行了改造。对比试验表明，改造后的辐流式沉淀池出水浊度降低约30％，出水COD，NH一N及致突变性方面均优于原工艺。关键词高浊度水辐流式沉淀池强化混凝致突变性黄河水属于含沙量大，沉降时以形成浑液面为特征的高浊度水。自然沉淀时，其浑液面沉速很慢，含沙量在30kg／m时才为0．085mm／s。为提高沉速，在保证出水量的前提下缩小沉淀池面积和容积，在没有水库可利用的沿黄河水厂多采用辐流式沉淀池预沉。它管理方便，工作可靠，去除悬浮泥沙效果日期(测试时¨日J1999年9月)良好。但近年来随着黄河水质的污染加剧，有机物图1原水含沙量、耗氧量对比含量增多，给水厂的运行带来了一系列问题：(1)有机物的存在不利于胶体颗粒的脱稳，絮凝效1试验工艺果差，使原水浊度去除率有时下降达40％-50％；该水厂直接引用黄河水，辐流式沉淀池直径为(2)水中富含有机物会引发藻类及浮游生物的100m，共运行两组，单池设计进水量7万m／d，停滋生，尤其在夏秋季节，藻类有时堵塞滤池，个别生留时间8h，进水含沙量一般≤30kg／m，出水浊度物能穿过滤层，使水质变坏；为70～120NTu。排泥用8／6E—AH型渣浆泵，流(3)部分有机物(如腐殖质)会成为加氯消毒副产量Q=120m／h，扬程H=22m，设计排泥浓度250物(T}{]Ⅵs等)的前体物，随检测手段的提高，在黄河kg／m。辐流式沉淀池出水再经二次混凝、沉淀、过原水中还发现对人体健康有危害作用的“三致”物质；滤、消毒，达到合格的饮用水水质要求。(4)配水不匀，池中流态不稳，易出现“短流”，这是我们对其中一组辐流式沉淀池进行了改造，另辐流式沉淀池运行时存在的缺陷，降低了处理效率。一组工艺不变，两组沉淀池同时运行，对高浊度黄河据文献[1]介绍，原水在处理后出水浊度与有机水的净化效果进行对比，试验工艺流程见图2。物含量和致突变性呈正相关性。我们在生产试验中改进后工艺统计出原水含沙量与CODM的关系曲线(见图1)，也表明了浊度愈小，有机物含量愈少。由此，针对黄河水的絮凝特点，结合国内外新的水处理技术，我们在某水厂通过采用高效絮凝剂的联合投加，并采取增设清水回流和高密度旋流絮凝系统等措施对辐流式沉淀池加以改进，创造良好的混凝动力学条件，在降浊和去除微污染有机物方面取得了很好的效果。图2对比试验工艺流程28给水排水V01．30N0．32004维普资讯http://www.cqvip.com2改进措施及机理大矾花颗粒所受阻力较小，运动速度较快；小矾花颗2．1联合投加高效絮凝剂粒受阻力较大，运动速度较慢，这样就出现大矾花颗在高浊度水的处理技术中，高分子有机絮凝剂粒追上小矾花颗粒的可能，为絮凝体之间的碰撞吸——HPAM的作用已被国内外公认。它是一种线附凝聚增加了机会。本试验利用上述原理，在辐流形的水溶性聚合物，因其分子链很长，粒子之间的吸式沉淀池中心配水孔及附近区域增设一套高密度旋附架桥能加速胶粒的沉降。相对其他絮凝剂而言，流絮凝装置(见图3)，即在每个出流孔内安装整流它对高含沙量水的处理能力大得多，可处理含沙量板，使水由径向出流改为切向出流，并在距池中心一100kg／m0的水。而且，据介绍高分子有机絮凝剂定半径处设挡水圈，其上部高出辐流式沉淀池的运本身还具有对小分子有机物结合和共沉净化作用，行水位，下部留出一定高度使旋转水流从底部向周从而表现出对水中有机物的去除效应，其分子量越围配水进入沉淀区。这样，在挡水圈内区域形成了大，净化有机物的效率越高。当然，分子量过大，在一个稳定的高浓度旋流絮凝层，结成理想的矾花，大溶液中扩散比较困难，配制麻烦。试验水厂原采用量颗粒在靠近集泥斗处沉淀，而在挡水圈外的泥水HPAM分子量为700万，粉末状固体，使用时卫生条分离区中间形成比原来更稳定、均匀且位置较低的件很差，本试验经比较后选用分子量为1200万以上悬浮泥渣层，类似于接触过滤，这种网状筛滤结构能的AN934型HPAM，为白色颗粒状产品，有效成分对水中各类杂质，包括有机物及部分溶解性粒子起93％，单体含量0．008％，配制较原来卫生、方便。着巨大的吸附、网捕、截留作用，使辐流式沉淀池清实践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 有机高分子絮凝剂与金属盐类絮凝剂水区产生和保持较低的浓度，这也正是充分利用了配合使用，能发挥各自优势，即金属离子使胶粒脱稳黄河高浊度水独特的沉降特性，化不利为有利的结凝聚，再经HPAM水解后进行吸附架桥，形成大而果密实的絮凝体，降浊效率更高。尤其新的理论认为水中投加金属离子能与溶解性有机物分子生成不溶性复合物而沉淀，有利于有机物的去除。本试验经对比选择聚合氯化铝(PAC)，采用先投加PAC后投加HPAM，间隔时间60S，HPAM含量为0．1％，PAC含量为8％，Al203含量为30％，碱化度为85％。2．2清水回流混合工艺加药后混合效果的重要影响因素之一是流速，在高浊度水中，泥沙浓度很高，更应强调混凝剂的快速、均匀混合，使药液与悬浮颗粒充分接触。药液投加浓度很高时，会发生两种高浓度液相的自我封闭进现象，很难瞬时混合；降低配制药液浓度又很不经济，且操作复杂。本试验采用清水回流达到了强化混合的目的：辐流式沉淀池投药系统为管道水力混合，将辐流式沉淀池出水渠中部分清水回流，稀释了HPAM，增大了管中流速，HPAM快速与原水混合，3两密度旋流絮凝装置示意高度分散，充分发挥了其絮凝作用。3试验结果2．3增设高密度旋流絮凝装置辐流式沉淀池工艺改进后，对各种含沙量的黄根据絮凝动力学中惯性效应原理，旋转水流中河水进行生产性试验，并在等量投加HPAM条件具有一定质量的矾花颗粒(按近似球形考虑)在离心下，与原辐流式沉淀池做了对比。测定浊度采用力的作用下会做径向运动，同时受到水流的阻力。STZ型散射光浊度计，测定含沙量采用“比重瓶法”。给水排水Vo1．30No．3200429维普资讯http://www.cqvip.com∞∞如∞∞∞∞∞0(1)从试验结果可以看出，新工艺的出水浊度，28由原出水50～70NTU降至20～40NTU(见图4)，童降低了30％左右，这也就意味着在保证同样出水水：质的情况下，新工艺可以节省HPAM投加量，从而董i也降低了出水中单体丙烯酰胺(有毒性)的含量。毯4。图6原水舍沙量与改进工艺后COD去除翠关系法以Ames试验应用最广，常用TA100和TA98两种菌株结合进行测试。检测结果表明：①原水水样和原工艺出水水样对TA98和TA100菌株致突变反应为阳性，说明两水样中含移码型和碱基置换型直接致突变物，虽然原工艺对原水的致突变性有一定的改善，但其仍为不合格水质。②改进后的辐流图4进水含沙量与出水浊度变化式沉淀池强化混凝工艺，出水水样致突变率均小于(2)COD是常用的水中有机物总量的考察指2，致突变性反应为阴性，说明能有效地消除原水中标。本试验证明(见图5)，黄河高浊度水因其泥沙的致突变活性，原水水样高剂量组产生抑菌现象，说颗粒多而携带了大量有机物(COD达150mg／L)，明黄河原水中有细胞毒性物质。改进后的辐流式沉淀池处理黄河高浊度水，能有效4结语去除COD，去除率可达80％～90％。从图6中还可改进后的辐流式沉淀池工艺．采用高效絮凝剂看出随含沙量的升高COD去除率也升高的变化规联合投加、清水回流、高密度旋流絮凝系统三种高浊律。而水中氨氮含量过高，会促使细菌繁殖，硝化菌度水净化集成技术，对降低出水浊度、去除有机污染生长，使水有嗅味，且因消耗氯而降低消毒效率。在物和氨氮，以及改善水中的致突变活性均有良好的对氨氮的去除方面，两组数据：第一组原水含沙量10效果，这对减轻加氯副产物的生成和后续深度处理kg／m3，25℃，原去除率26．6％，改进后去除率的负担也有积极的意义。尤其对于黄河高浊度水，53．3％；第二组原水含沙量10kg／m3，18℃，原去除率经过改进后的工艺，一次沉淀即可大幅度降低出水22．5％，改进后去∞除％率3昌88．7∞％，；2显示改进工艺后氨氮浊度，甚至可以考虑省去二次反应沉淀池，直接进入去除率分别提高了26．7％和16．2％，所以改进后的过滤工艺，它能减小占地面积，节省投资，提高供水工艺对有机污染物和氨氮的去除效果均优于原工艺。水质和产水量，方便管理，对于自来水厂来说，能提高一定的经济、社会和环境效益。水后出水参考文献1邱瑞骥，高建力，袁宝珊，等自来水中不同处理单元出水有机污染物的致突变性研究中国给水排水，1994，10(4)：15～172王占生，刘文君．微污染水源饮用水处理．北京：中国建筑工业出版社．19991999082919990922l99910043博文德主编高浊度给水工程．北京：中国建筑工业出版社．1994臼期图5出水COD比较o电话：(0531)5993578(3)水中是否含有遗传毒性物质是人们关心的E—mail：zhangyong—water@hotmail．com敏感性问题，也是评价水质的主要卫生指标，检验方修回日期：2003103130给水排水VoI．30No．32004