絮凝方式對凈水廠排泥特性的影響

王 銳，潘學(xué)輝，張喜峰

中國市政工程東北設(shè)計研究總院，吉林 長春 130021

0 引言

近年來，由于工業(yè)的逐步發(fā)展，人類生活水平不斷發(fā)展提高，以及活動范圍的日益擴(kuò)大，各國的水體都出現(xiàn)了不同程度的污染。傳統(tǒng)處理工藝目前在國內(nèi)大中型水廠的工藝設(shè)計中依然是主要的處理工藝，其流程中各單元處理設(shè)施有多種形式并且各有其優(yōu)勢與局限性。

設(shè)計過程中，如何對凈水廠產(chǎn)生的排泥水進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪约疤幹?，如何根?jù)工程實際情況結(jié)合相似水廠在建設(shè)、運行過程中出現(xiàn)的問題，并且充分利用新的材料、技術(shù)以及設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，是當(dāng)前給水行業(yè)及環(huán)境保護(hù)方面應(yīng)當(dāng)充分考慮的內(nèi)容與急需解決的重要課題。

1 絮凝池的作用

絮體長大過程是微小顆粒接觸與碰撞的過程。在傳統(tǒng)處理工藝流程中，混凝、沉淀是水處理的最關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)，因為經(jīng)過混凝、沉淀后可以去除水中81%～92%的雜質(zhì)。使混凝劑加入原水中后，與水體充分混合，水中的大部分膠體雜質(zhì)失去穩(wěn)定，脫穩(wěn)的膠體顆粒在絮凝池中相互碰撞、凝聚，最后形成可以用沉淀方法去除的絮體。

混凝劑水解后產(chǎn)生的高分子絡(luò)合物形成吸附架橋的聯(lián)結(jié)能力，絮凝效果的好壞取決于如何控制微小顆粒碰撞的幾率，進(jìn)而使它們進(jìn)行合理的有效碰撞。要想增加碰撞幾率就必須增加速度梯度，增加速度梯度就必須增加水體的能耗。

2 凈水廠排泥存在的問題

2.1 絮凝池底積泥的排放問題

由于混凝、沉淀過程需排出一定數(shù)量的雜質(zhì)，其排泥問題應(yīng)引起重視。絮凝池設(shè)計是回旋隔板絮凝池。系統(tǒng)運行一段時間后，絮凝池底就有沉泥淤積。小流量運行時，回旋隔板內(nèi)水的流速降低，沉泥淤積就更加嚴(yán)重。倘若排泥不夠及時，池內(nèi)積泥厚度升高，會縮小沉淀池過水?dāng)嗝?，就會相?yīng)的縮短沉淀池的沉淀時間，影響沉淀效果，最終導(dǎo)致出水水質(zhì)變差。

2.2 排泥水處理成本問題

由于回旋隔板絮凝池沒有設(shè)計排泥系統(tǒng)，淤泥沒法排出，造成隔板有效截面積變小，水流通道變小，流速加快，導(dǎo)致膠體絮凝物接觸機(jī)會減少，原水在沒有得到充分反應(yīng)的情況下，提前進(jìn)入了沉淀池。由于平流沉淀池的池底沉泥主要集中在近絮凝池的前端池長范圍，因此沉淀池后端池長范圍排出的泥水通常含泥率比較低，導(dǎo)致水廠平流沉淀池的排泥水量消耗比較多，實施水廠排泥水處理時就會隨之增加排泥水處理成本。

2.3 絮凝沉淀池池壁掛泥

絮凝沉淀池在生產(chǎn)運行中出現(xiàn)池壁掛泥以及池底積泥現(xiàn)象，池底積泥主要集中在過渡區(qū)、 沉淀池首端以及尾端。原水存在微污染，含有一定數(shù)量藻類，有機(jī)物含量比較高。投加常規(guī)混凝劑后形成的礬花結(jié)構(gòu)松散，密度小，粘附力強(qiáng)，有機(jī)物含量高，不易下沉。

另一個關(guān)鍵原因是原水中含有一定數(shù)量的搖蚊蟲卵，在沉淀池中發(fā)育為幼蟲，紅蟲有一種本能的造巢行為。紅蟲造巢是利用體表分泌的黏液吸附水中的絮體以及泥沙形成巢體， 并且還附著于池壁。形成巢體后紅蟲會在巢體中伸出頭部吃食有機(jī)泥。

2.4 水溫影響混凝與沉淀效果

由于水溫低引起的混凝效果不好，表現(xiàn)在原水比較清，但沉淀效果不太理想。低渾低濁原水，本來就是水處理工藝中的難題。低溫低濁水中固體顆粒少，顆粒尺度小，有機(jī)物含量相對高，比重小。從顆粒級配來看也相對均勻，加之低溫時藥劑吸附架橋能力下降，這些都給絮凝與沉降帶來困難。同時已經(jīng)形成的比較大的絮凝體，在比較快的流速下也容易破碎。其后果是：一定數(shù)量的礬花后滯在沉淀池生成，比較小的礬花難以沉降，造成沉淀池“跑礬花”現(xiàn)象，出水水質(zhì)明顯下降。

3 完善絮凝方式對凈水廠排泥的相關(guān)措施

3.1 絮凝工藝的選擇與布置

根據(jù)凈水工藝的綜合布置、原水水質(zhì)水量變化情況、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件以及已建成水廠的實際應(yīng)用情況，水廠絮凝工藝設(shè)計采用豎直折板絮凝反應(yīng)。豎直折板絮凝是在水平隔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，水流在折板間曲折、縮放流動，形成眾多小漩渦，提高了顆粒碰撞絮凝效果。與隔板池相比，水流條件得到有效地改善，在總的水流能量消耗中，有效耗能比例提高，所需絮凝時間可以縮短。

3.2 觀察絮凝池的運行效果

絮凝池末端的絮體狀況是衡量藥劑加注量是否合適的重要指標(biāo)。當(dāng)藥劑加注量發(fā)生變化時，應(yīng)該計算絮凝池停留時間，視水量、水質(zhì)變化情況而作出判斷。注意觀察絮凝池是否有否積泥，沉淀池出水是否均勻及排泥機(jī)械運行隋況，并且做好記錄，為分析絮凝、沉淀情況以及排泥設(shè)備維修等提供較為詳實的依據(jù)。綜上所述，作為一名合格的凈水工，注意按時觀察絮凝、沉淀池的運行狀況，了解絮凝、沉淀池的運行原理，對絮凝、沉淀池的異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析，查找原因，使絮凝、沉淀池發(fā)揮更大的功效。

3.3 評估絮凝對排泥水的沉降性能

盡管網(wǎng)格池的排泥周期長、含固率高，但其污泥沉降慢，根據(jù)Dick理論可以知道，污泥沉速的降低可能會使自然壓密所產(chǎn)生的固體通量減小，從而增加濃縮池的面積。

折板池所形成的礬花密度盡管不大，但橋聯(lián)度高，該類礬花在濃縮沉降過程中，更易于結(jié)團(tuán)并且捕捉分散顆粒，使污泥濃度快速增加。含固率以及污泥沉速均超過了其他兩個沉淀池，因此，折板池污泥在濃縮沉降過程中的上清液濁度也最低。盡管折板池泥面的初始沉速最慢，但其污泥體積卻最小，因此絮凝形式不同，濃縮池泥斗的容積也應(yīng)不同。我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對不同沉淀池排泥水沉降過程的觀察。

4 結(jié)論

由于沉淀池排泥行車排泥管管徑以及沉淀池排泥效果等問題，即便增加吸泥行車運行次數(shù)仍不能奏效，這就帶來了排泥水量與回收水量的增加。其中在沉淀池的首端與尾端積泥情況最為嚴(yán)重。面對這種情況，我們可以通過采取多種方式對排泥水與污泥進(jìn)行處理，其中絮凝方式就是一種十分有效的方法。它的采用在一定程度上使排泥水濁度控制這一矛盾得以解決，有效地解決沉淀池池底積泥問題。

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