張 巍 魏文章

[摘要]本文從混凝原理入手，用生產(chǎn)實例說明吉林市水務(wù)集團(tuán)在水質(zhì)凈化工作中，堅持科學(xué)發(fā)展觀，將強(qiáng)效絮凝劑與精良凈化設(shè)備相匹配，收到了水質(zhì)好、消耗低、成效可觀的效果，取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效益，為高效安全和諧供水做出了一定的貢獻(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]絮凝劑；PH值；靜態(tài)混合器；GT值；吸附架橋作用；雙電層；節(jié)能降耗

1、采用強(qiáng)效混凝劑是制水工藝的先決條件

水是生命之源，百業(yè)之本。隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和構(gòu)建和諧社會的需要，近年來國家對自來水的質(zhì)量要求越來越高，然而人們對自來水生產(chǎn)過程的了解并不是很多。通常所說的自來水，其實并不是“自來”的，就吉林市而言，供水廠是以松花江為水源，從江心取水口到用戶的水龍頭，要經(jīng)過取、凈、送、配四個系統(tǒng)共22道工序，才能使成分復(fù)雜的松花江原水處理成符合GB5749－2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求的106項檢測指標(biāo)均達(dá)標(biāo)的飲用水?？梢娮詠硭纳a(chǎn)制造過程和凈化技術(shù)是比較復(fù)雜的。它是采用物理、化學(xué)、生物、水力等方法改善原水水質(zhì)的過程，在這一過程中，除了具有既能手動又能自動控制的混合、絮凝、沉淀、過濾、加藥、計量、監(jiān)測、取送水等構(gòu)筑物與機(jī)電設(shè)備外，還要投加一種使膠體(在水凈化工藝中將未經(jīng)處理難以沉淀的原水稱為膠體)失去穩(wěn)定性和脫穩(wěn)膠體相互聚集的藥劑，這種藥劑叫做混凝劑，也叫絮凝劑。投加混凝劑的原水通過一系列的水處理工序，便由濁變清，再經(jīng)消毒后，即可飲用。近年來我們在水凈化工藝中，采用高效混凝劑與精良的設(shè)備相匹配，提高了凈化效果，延長了沉淀池的排泥周期和濾池的沖洗周期，節(jié)省了大量的自用水量和自用電量，使出廠水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)，收到了良好的節(jié)能降耗效果?？梢姀?qiáng)效混凝劑是制水工藝的先決條件。

2、混凝原理與強(qiáng)效混凝劑的應(yīng)用

2.1混凝原理。通常原水中大顆粒的懸浮物易于在重力作用下自然下沉，而粒徑微小的懸浮物以及膠體雜質(zhì)因帶有大量的電荷，在靜電斥力和水化作用下，具有較頑固的分散顆粒穩(wěn)定性，沒有外力的干擾是不會自然下沉的。一般采取向水中投入電解質(zhì)，即混凝劑來降低電位壓縮雙電層，使顆粒失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生相互具有聚結(jié)的作用，簡稱雙電層作用，失去穩(wěn)定性的作用稱為膠顆脫穩(wěn)，脫穩(wěn)膠粒相互聚結(jié)通常稱為凝聚。進(jìn)而完成凝聚的膠體通過吸附架橋作用，即在一定的外力擾動下相互碰撞、聚集，以形成較大的絮狀顆粒。上述這種雜質(zhì)顆粒的凝結(jié)現(xiàn)象——凝聚和絮凝總稱為混凝。這就是水凈化的混凝原理。

2.2高效混凝劑的應(yīng)用。吉林市水務(wù)集團(tuán)曾經(jīng)使用過的混凝劑有明礬、三氯化鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，均屬一般無機(jī)鹽混凝劑，效率低、投量大，易使投加設(shè)備及管網(wǎng)腐蝕，對人體健康很不利，制水成本又高。1996年我們從深圳中潤水工業(yè)發(fā)展有限公司引進(jìn)了聚合氯化鋁的生產(chǎn)線，生產(chǎn)出的產(chǎn)品達(dá)到GBl5892—1995《水處理劑聚合氯化鋁》的標(biāo)準(zhǔn)，為國家優(yōu)等品。其主要指標(biāo)為相對密度≥1.27，氧化鋁含量(A1203)≥12％，鹽基度60％，PH值(1％水溶液)3.5－5.0。該藥劑顏色淡黃，腐蝕性較弱，可謂高效混凝劑，屬于無機(jī)高分子混凝劑。其特點是對各種水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，混凝過程中最優(yōu)PH值范圍廣，特別對吉林松花江低溫低濁低堿、含高分子化合物多、耗氧量較高的原水效果更佳，絮凝體形成快捷且顆粒大而重，投加后原水堿度降低較少；對汛期高濁度原水投量增加的并不多。正常原水濁度時，其投加量約為硫酸鋁的30％－50％，無須加堿調(diào)整出廠水的PH值，對設(shè)備和管網(wǎng)無腐蝕，自來水口感好。

3、藥劑與設(shè)備合理匹配，收到水質(zhì)好、消耗低、成效高的理想效果

光有高效混凝劑沒有精良設(shè)備，也不會有理想的效果，我們必須根據(jù)原水水質(zhì)的特點，為混凝工藝創(chuàng)造良好的適宜的化學(xué)和水力條件，把握恰當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)參數(shù)，具體做到以下幾點：

3.1采用快速混合?；旌鲜腔炷^程的第一步，是個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求速度快時間短，固液接觸充分，在全公司以松花江為水源的四個水廠中，均采用管道混合再輔以靜態(tài)混合器，即以0.8－1.0m／s的高流速，在10－40s的短時間內(nèi)完成藥劑與原水的混合。

3.2設(shè)定適當(dāng)?shù)牧魉偬荻?，形成漸減反應(yīng)，加大鏈狀絮凝體的強(qiáng)度。反應(yīng)是混凝過程的第二步，是形成絮體的階段，在這一階段混合后的水流通過多格多孔、宛轉(zhuǎn)曲折、翻騰跳躍、流速漸減的反應(yīng)池后，形成數(shù)以萬計的渦流，使混凝劑與原水中微小懸浮物及膠體粒子充分接觸、凝聚，生成了大量鏈狀絮體(礬花)，以待進(jìn)入沉淀池沉淀。在這一階段要控制好幾個參數(shù)：(1)吉林屬低溫低濁原水，反應(yīng)時間應(yīng)充分一些，一般采用20－30min，2006年投產(chǎn)的三水廠擴(kuò)建工程為網(wǎng)格微渦反應(yīng)室，反應(yīng)時間為26.9min。(2)控制流速漸減檔次，我們選擇的流速均較規(guī)范值高，效果很好。一水廠為多孔旋流反應(yīng)室，流速分為四檔，即0.82－0.60－0.41－0.21m／s；三水廠48格豎井流速分三檔，即0.29－0，16－0.1lm／s，48孔洞的三檔流速為0.66－0.39－0.19m／s，網(wǎng)格的三檔流速是0.61－0.36－0.24m／s。(3)控制流速梯度G值與GT值在規(guī)范范圍內(nèi)，二水廠G=58s－1，GT=96744；三水廠G=34s－1，GT=50469(規(guī)范：G=20－70s－1，GT=104－105)。

3.3不斷引進(jìn)新型沉淀設(shè)備，進(jìn)一步提高水質(zhì)，降低消耗。1997年二水廠擴(kuò)建工程沉淀設(shè)備采用側(cè)向流大間距斜板沉淀池，斜板間距為80mm，清水區(qū)上升流速為1.81mm／s，沉淀池去濁率為84％；而1996年三水廠擴(kuò)建工程沉淀采用上向流小間距斜板沉淀池，斜板間距為25mm，清水區(qū)上升流速為1.43mm／s，而沉淀池去濁率達(dá)到98％，比二水廠提高16.7％。

3.4二、三水廠混凝劑投加采用數(shù)字模擬自動投藥系統(tǒng)。即采用隔膜計量泵投加藥劑，以原水流量、水質(zhì)濁度為前饋信號，比例調(diào)節(jié)投藥量，由沉淀池出水濁度為后饋信號，對投藥量進(jìn)行微調(diào)，由PLC控制變頻器，改變計量泵轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)投藥量，構(gòu)成原水濁度與沉淀池出水濁度組成的前饋后饋閉環(huán)控制。實踐證明此法科學(xué)、準(zhǔn)確，效果較佳。

3.5三水廠在網(wǎng)格絮凝池末端安裝了水下攝像頭?？梢栽谥锌厥译S時觀察投藥后絮體的生成情況，以便更好地控制混凝效果。

綜上所述，吉林市水務(wù)集團(tuán)在水質(zhì)凈化工作中，堅信改革開放總設(shè)計師鄧小平：“科學(xué)技術(shù)就是生產(chǎn)力”的這一名言，堅持科學(xué)發(fā)展觀，將強(qiáng)效絮凝劑與精良凈化設(shè)備相匹配，收到了水質(zhì)好、消耗低、成效可觀的效果，使沉淀池去濁率高達(dá)98％，混凝劑投加費用降低了52％，減輕了濾池的工作負(fù)荷，延長了濾池的工作周期，水廠自用水量降低了41％，每年節(jié)能降耗費用達(dá)500多萬元，出廠水全面達(dá)標(biāo)，取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效益，為高效安全和諧供水做出了一定的貢獻(xiàn)。