強(qiáng)化混凝在給水處理工程中的應(yīng)用

廖嵐

摘 要：強(qiáng)化混凝技術(shù)可以控制飲用水中消毒副產(chǎn)物，使飲用水水質(zhì)質(zhì)量更高，并且通過了實驗的驗證。文章從強(qiáng)化混凝技術(shù)的內(nèi)涵、應(yīng)用機(jī)理、實施方法、影響因素、負(fù)面影響等方面分析了強(qiáng)化混凝技術(shù)，并就其在給水處理工程中的實際應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的分析.

關(guān)鍵詞：強(qiáng)化混凝；給水處理工程；天然有機(jī)物

隨著科技的發(fā)展人們對水質(zhì)方面的要求越來越高，為滿足人們生活所需并與國際接軌，需要將凈化技術(shù)不斷地發(fā)展、提高和完善。飲用水的處理技術(shù)主要是去除水源中的懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌而凈化技術(shù)是人們在與污染作斗爭的過程中得到的?；炷夹g(shù)在給水凈化處理中應(yīng)用的越來越普遍，是國內(nèi)外廣泛使用的經(jīng)濟(jì)、簡便的處理技術(shù)，是控制天然有機(jī)物的最佳方法。

1 強(qiáng)化混凝的內(nèi)涵

強(qiáng)化混凝（簡稱EC）是指通過在常規(guī)處理過程中加入過量的混凝劑、新型混凝劑或助凝劑再或者其他的藥物控制一定的pH值來加強(qiáng)混凝和絮凝，從而提高去除天然有機(jī)物的效果減少消毒的副產(chǎn)物，保證飲用水的健康。常規(guī)工藝改造有增加深度處理構(gòu)筑物，如活性炭吸附技術(shù)；加強(qiáng)預(yù)處理構(gòu)筑物，如生物預(yù)處理；不增加常規(guī)工藝前、后的凈化構(gòu)筑物，在現(xiàn)有工藝上進(jìn)行改造，如強(qiáng)化混凝、過濾、消毒燈，但強(qiáng)化混凝技術(shù)具有投資少、不需要構(gòu)造新的物質(zhì)、不占土地和經(jīng)常運行費用低等特點，更適合改造。

2 強(qiáng)化混凝的優(yōu)勢

強(qiáng)化混凝技術(shù)的主要目的是在進(jìn)行混凝處理的時候進(jìn)一步加強(qiáng)混凝與絮凝作用，從而使得常規(guī)處理中天然有機(jī)物的去除效果能夠更好，對于消毒副產(chǎn)物的前體物進(jìn)行最大限度的消除，從而使得飲用水能夠滿足相應(yīng)的要求。通過混凝技術(shù)的應(yīng)用，往往能夠取得更好的處理效果，而且相比于增加深度處理方法以及生物預(yù)處理方法，強(qiáng)化混凝技術(shù)屬于強(qiáng)化常規(guī)水處理的方式，它的成本更加低，而且也不會占用土地，十分適合對于原有體系進(jìn)行改造。表1為強(qiáng)化常規(guī)水處理與增加深度處理和生物預(yù)處理效果的對比。

3 機(jī)理及常用方法

通過改變混凝條件進(jìn)一步提高有機(jī)物的去除范圍和去除率。大分子天然有機(jī)物可以在無機(jī)膠體顆粒表面形成有機(jī)保護(hù)層，導(dǎo)致空間位阻或雙電層排斥可以使膠體的穩(wěn)定性能增加，而混凝是通過混凝劑進(jìn)行水解得到的產(chǎn)物對水中的膠體進(jìn)行電中和使其脫穩(wěn)，形成小顆粒，逐漸絮凝為礬花，使得脫穩(wěn)的膠體生成顆粒較大的絮凝體，進(jìn)行沉淀、過濾并分離出去。常用的強(qiáng)化混凝的方法有：加大混凝劑投加量，投加有機(jī)或無機(jī)絮凝劑，調(diào)整pH值，投加氧化劑，完善混合、絮凝等設(shè)備，鋁鹽混凝劑改為鐵鹽混凝劑。比如水廠原水氨氮含量的增加會使得水處理的難度大大增加，尤其是在降雨嚴(yán)重的季節(jié)，原水氨氮含量增加的問題就更為嚴(yán)重，在進(jìn)行給水處理的時候，最高的氨氮含量可以高達(dá)4mg/L，而正常的標(biāo)準(zhǔn)要求氨氮含量不能夠超過1mg/L，這時可以采用強(qiáng)化混凝技術(shù)來進(jìn)行相應(yīng)的處理，可以將混凝劑PAC的投加量由平時的20mg/L增加到30-35mg/L，并且同時增加排泥的次數(shù)，減少底泥量，從而有效地改善沉淀池的沉淀效果。采取這樣的措施之后，氨氮去除率可以達(dá)到80%左右，通過強(qiáng)化混凝技術(shù)還能夠?qū)τ谠械膩喯跛猁}進(jìn)行去除。

4 強(qiáng)化混凝的影響

4.1 混凝劑種類

無機(jī)與有機(jī)的影響不同，無極混凝劑的效果更好。由于有機(jī)陽離子高分子混凝劑在天然水混凝過程中只能產(chǎn)生電中和作用并進(jìn)行沉淀不能吸附有機(jī)物，但是與鋁鹽相比鐵鹽不僅可以起到電中和作用，還可以提供強(qiáng)大的吸附作用和網(wǎng)捕作用，由此證明鐵鹽更好。

4.2 混凝劑的投加量

當(dāng)混凝劑的投加量越大，去除率就越高，但過高的去除率導(dǎo)致膠體重新穩(wěn)定，使得處理更加困難，具體情況要有實際情況而定。

（1）pH影響：pH值無論較高還是較低都對有機(jī)物的去除有影響，應(yīng)該保持一個合理的范圍。

（2）水中有機(jī)物的種類：腐殖物質(zhì)越多，去除率越高，因為混凝對高分子量的有機(jī)物具有較高的去除效果。

（3）水的堿度：在投加相同量的混凝劑時，水中堿度越高，pH的影響越小，通過對混凝劑的投加量的調(diào)整來改變水中的堿度從而改變?nèi)コ省?/p>

（4）污泥量：當(dāng)投入大量的混凝劑時，水中由于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥量必然增大，導(dǎo)致污泥脫水系統(tǒng)能力不足，達(dá)不到理想的去除效果。

（5）總藥耗：混凝pH的硫酸消耗及pH的堿石灰消耗。

（6）溶解性有機(jī)物：加量后可以加快溶解溶解性有機(jī)物。

5 混凝處理技術(shù)

5.1 改變加藥和攪拌方式

不同時間，不用地點不同的水廠原水的組成不同，這對混凝作用有很大的影響，所以不同的水廠需要根據(jù)自身的水質(zhì)和水溫等客觀因素選擇合適自己的處理方法。在混凝過程中，水與藥劑在短時間快速混合后，一段時間內(nèi)慢速攪拌使絮體對細(xì)微脫穩(wěn)物質(zhì)吸附，減少水污濁的有效措施是脫除水中的細(xì)微顆粒。

5.2 改進(jìn)混凝反應(yīng)器

通過改進(jìn)混凝反應(yīng)器來改善沉淀和澄清的效果。由于工業(yè)的發(fā)展，水體污染日益嚴(yán)重，水中的有害物質(zhì)越來越多，能夠檢測到的微量污染物質(zhì)種類也越來越多，水中有機(jī)物的控制與去除成為影響水質(zhì)的問題之一。

6 強(qiáng)化混凝試驗研究

強(qiáng)化混凝是在常規(guī)混凝土處理的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的，該技術(shù)對于去除水中的有機(jī)物尤其是富含腐殖酸類的有機(jī)物有著非常好的效果，而且通過前文中的分析我們也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的成本較低，并且在原有處理設(shè)備的基礎(chǔ)上稍做改造就可以進(jìn)行實施。通過試驗證明，強(qiáng)化混凝處理的pH值一般都是控制在7-8左右，而且只有適當(dāng)?shù)靥岣呋炷齽┑挠昧?，就能夠?qū)τ谠S多水源中的有機(jī)物進(jìn)行較為有效的去除，所以實質(zhì)上對于強(qiáng)化混凝技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵就在于對于pH的調(diào)節(jié)。要對于pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以通過直接加堿或者是使用堿化能力較強(qiáng)的混凝劑來加以調(diào)節(jié)，在給水處理工程之中，這些工藝都是十分可行的。尤其是對于電站給水處理系統(tǒng)而言，其中一般都有離子交換除鹽系統(tǒng)輔助的酸堿系統(tǒng)，所以更加容易實現(xiàn)混凝的pH值的調(diào)節(jié)。在對于強(qiáng)化混凝技術(shù)加以應(yīng)用的過程中，需要關(guān)注水處理系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的防腐能力，因為對于pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，可能會導(dǎo)致混凝劑的腐蝕能力增強(qiáng)，所以如果相關(guān)設(shè)備的防腐能力不強(qiáng)，那么就極容易遭到腐蝕。而且在應(yīng)用強(qiáng)化混凝技術(shù)的過程中，還應(yīng)該通過試驗對于最佳的pH范圍以及混凝劑的用量加以確定，依據(jù)當(dāng)前的試驗以及研究結(jié)果，要更好地對于強(qiáng)化混凝技術(shù)加以應(yīng)用，還必須要注重強(qiáng)化混凝技術(shù)與其他工藝的配合，從而使得強(qiáng)化混凝技術(shù)能夠取得更好的應(yīng)用效果。當(dāng)前我國的水資源污染問題十分嚴(yán)重，所以采取有效的措施來進(jìn)行給水處理對于減少水資源的污染以及提高水資源的利用率都有著非常重要的意義。

7 混凝技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)如今國內(nèi)外均對強(qiáng)化混凝技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，和常規(guī)處理比較起來，強(qiáng)化混凝技術(shù)需要沉淀池尺寸是常規(guī)處理的一半但在同樣的沉淀池體積下，強(qiáng)化混凝技術(shù)可以處理常規(guī)處理的2倍這對于水污染嚴(yán)重、資金不足、排放水具有較大稀釋能力的水體具有重要意義。為了讓現(xiàn)代人能喝到干凈、健康的天然水，環(huán)境工作者正在加倍的努力，隨著飲用水的標(biāo)準(zhǔn)不斷升高，對混凝技術(shù)的要求也越來越高，這樣促使著混凝劑和混凝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。利用高新技術(shù)材料和生物技術(shù)生產(chǎn)新型高效的給水處理劑，推廣強(qiáng)化混凝技術(shù)，加強(qiáng)處理工藝和工程的研究。研制生產(chǎn)出專用的絮凝劑并兼顧發(fā)展系列化的品種，對不同的水質(zhì)使用不同的絮凝劑，但又因為同一地理環(huán)境下，水質(zhì)大致相同，所以生產(chǎn)專業(yè)的絮凝劑使之產(chǎn)銷更對路，生產(chǎn)工藝更加簡單，操作更方便，成本更低。強(qiáng)化混凝是去除水中有機(jī)物特別是富含腐殖酸類有機(jī)物的一種處理技術(shù)，在國內(nèi)外的研究試驗研究證明當(dāng)pH值控制在8左右并且適當(dāng)增加混凝劑用量，有更明顯的去除作用。

在給水處理工程之中，對于強(qiáng)化混凝也進(jìn)行了有效的應(yīng)用，在進(jìn)行給水處理的時候，運用強(qiáng)化混凝能夠?qū)τ谒械母乘犷愑袡C(jī)物進(jìn)行有效的處理。在給水處理工程之中，對于強(qiáng)化混凝的應(yīng)用重點是要對于pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如說可以通過加酸的方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以使用酸化能力較強(qiáng)的混凝劑來進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可以通過離子交換的方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)，這些方式在工業(yè)給水處理工程中都是可行的。強(qiáng)化混凝主要是提高了水處理系統(tǒng)之中相關(guān)設(shè)備的防腐標(biāo)準(zhǔn)，并且還能夠有效地對于給水處理工程的費用加以降低，所以在給水處理工程之中對于強(qiáng)化混凝加以應(yīng)用有著非常重要的意義和價值。

在黃河下游的南郊水廠之中，對于強(qiáng)化混凝技術(shù)進(jìn)行了有效的應(yīng)用，南郊水廠所使用的是高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)氧化強(qiáng)化混凝措，因為高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，能夠有效地去除水中的鐵錳、臭味以及其它的毒副產(chǎn)物。在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，是按照如下的工藝流程進(jìn)行水處理的：首先使得原水經(jīng)過微渦混合器，然后再經(jīng)過小網(wǎng)格絮凝池，接下來經(jīng)過斜管沉淀池，然后再經(jīng)過V型濾池，最后流入清水池。在生產(chǎn)的過程中，所使用的是聚合鐵鋁-S，混凝劑是按照最佳的藥量來進(jìn)行添加的，同時高錳酸鉀復(fù)合藥劑的平均投量達(dá)到11mg/L，并且依據(jù)原水水質(zhì)的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。經(jīng)過對于處理之后的水進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)在水廠沒有投加PPC時，出廠水的濁度平均去除率為78.4%，而且十分的不穩(wěn)定，在投加了PPC之后，出廠水的濁度平均去除率高達(dá)97.8%，所以可見通過添加PPC來進(jìn)行預(yù)氧化，能夠使得出廠水的濁度得到明顯的降低。同時，通過投加PPC對于原水進(jìn)行預(yù)氧化，還能夠使得高錳酸鉀鹽指數(shù)得到有效的改善，通過測試，在南郊水廠投放了PPC之后，耗氧量的平均去除率從20.32%增加到了46.36%，進(jìn)而降低了出廠水的高錳酸鉀鹽指數(shù)，有效地解決了南郊水廠所面臨的耗氧量居高不下的問題。在南郊水廠通過對于高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)氧化強(qiáng)化混凝措施的應(yīng)用，使得其出水質(zhì)量得到了有效的改善，將濁度去除率提高了19.5%，CODMn提高了26%，而且還有效地減少了生產(chǎn)的成本，所以強(qiáng)化混凝在給水處理工程中的應(yīng)用有著非常重要的意義。

8 結(jié)束語

強(qiáng)化混凝技術(shù)工藝簡潔、投資少，與我國的技術(shù)經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)，具有良好的發(fā)展前景。縱觀世界，我國的給水技術(shù)越來越強(qiáng)，提高特殊水質(zhì)的處理、發(fā)展混凝藥劑和消毒技術(shù)、提高給水設(shè)備和系統(tǒng)自動化等各方面技術(shù)都做出了巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李銀.給水排水工程中防滲漏處理及預(yù)防措施[J].民營科技，2014（06）：192.