助滤剂对常规过滤性能的影响研究

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1、助滤剂对常规过滤性能的影响研究摘要：通过模型试验，研究了几种助滤剂对常规过滤的影响。结果表明：投加适量的助滤剂能在一定程度上改善常规过滤的性能，有效减少滤速突变引起的悬浮颗粒穿透。在所考察的3种助滤剂中，聚丙烯酰胺的助滤效果最佳，聚合硫酸铁次之，而聚合氯化铝最差。　　关键词：常规过滤；助滤剂；过滤性能　　　　1　前言　　　　使用助滤剂以提高过滤效果在国外已有较长的研究历史。1968年，Tuepker和Buescher研究发现采用聚电解质(0.003mg/L)作为助滤剂可明显改善常规过滤出水水质，并能有效阻止由于滤速突

2、然改变而引起的悬浮颗粒穿透；1974年，Adin和Rebhum研究发现在直接过滤前投加0.05～0.4mg/L的阳离子聚电解质可有效降低滤后水浊度，提高周期产水量。在我国，一些单位和个人也研究了高分子助滤剂——活化硅酸(4～5mg/L)或聚丙烯酰胺(0.1～0.15mg/L)对直接过滤的影响，但对助滤剂对常规过滤的影响未见有研究报道。　　本文将通过试验，初步探讨助滤剂对常规过滤的影响，以寻求提高常规过滤性能的较优条件。　　　　2试验条件及方法　　　　2．1　水源与试验装置　　待滤水为自来水加湘江底泥由人工配成原水后经

3、水泵加药混合以及穿孔旋流絮凝池和斜管沉淀池处理后的出水。人工配成的原水浊度一般在50～100度之间，混凝剂采用聚合氯化铝，投加量为10～15mg/L。待滤水浊度基本维持在3-6NTU。试验流程与生产流程类似。试验装置如图1所示。　　过滤装置为用透明有机玻璃制作的四个可同时运行的模型滤柱。每个滤柱高3m，内径188mm，内装浙江省玉环净水设备厂生产的QS型长柄滤头3只，同时配置15根测压管，以方便读取滤层不同深度处的水头值。采用岳阳洞庭石英砂厂生产的均粒石英砂滤料，粒径为0.7～0.9mm，有效粒径d10=0.72mm

4、，不均勻系数K80=1.3。滤层厚度L可依试验要求任意调整。　　　　2．2　试验方法　　对比试验为本试验研究所采用的主要方法。为保证试验结果的可比性，试验时尽可能使每个滤柱的试验条件相同(除考察因素外)。通过人工控制，实行等速过滤，采用水洗或气、水反冲洗方式。每个试验周期开始前，滤层均被冲洗干净。　　　　　　选用阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)、聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铝(PAC)作为助滤剂。助滤剂通过重力加药装置与加药管从每根滤柱进水管底部注入并通过自制的管式静态混合器与滤前水充分混合。试验期间水溫在26～30℃

5、之间。　　过滤性能用滤后水浊度、过滤周期、周期产水量或滤层水头损失大小表示。水的浊度根据饮用水水质标准检验法、采用散射光浊度仪测定，滤层水头损失用测压管测定。(责任编辑：)3结果与讨论　　　　3．1　最佳助滤剂投加量　　根据已往的研究和生产实践可知，不同的助滤剂具有不同的最佳投加量。那么，聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁等作为常规过滤的助滤剂时最佳投加量是多少呢?　　图2、3显示了滤层厚度为750mm时助滤剂聚丙烯酰胺的不同投加量对常规过滤的影响。在其他条件相同的情况下，当在滤前投加0.01mg/L的聚丙烯酰胺时，滤后水浊度小

6、于0.1NTU的过滤时间从15h增加到23h，而滤层水头损失增加较少：但当聚丙烯酰胺投加量增加到0.025mg/L以后，虽然使滤层抗穿透能力大为增强，但却使滤层水头损失几乎呈指数增长，最终导致过滤周期缩短。可见，在常规过滤前投加适量的聚丙烯酰胺，可有效阻止杂质颗粒穿透滤层，延长过滤周期。在本试验条件下，聚丙烯酰胺的最佳投加量为0.01mg/L左右。　　　　图4、5显示了滤层厚度为1000mm时助滤剂聚合硫酸铁的不同投加量对常规过滤的影响。当在滤前投加0.02mg/L的聚合硫酸铁后，滤后水浊度小于0.1NTU的过滤时间

7、从23h增加到29h，多于或少于0.02mg/L时，其助滤的效果均有所降低。可见，在常规过滤前投加适量的聚合硫酸铁亦可延缓悬浮杂质颗粒穿透滤层，延长过滤周期。在本试验条件下，聚合硫酸铁的最佳投加量为0.02mg/L左右。　　通过类似的试验，可知聚合氯化铝的最佳投加量为0.03mg/L左右。　　　　3．2　不同助滤剂对常规过滤的影响　　为了比较不同助滤剂对常规过滤的影响，分别以每种助滤剂的最佳投加量作对比试验。根据以上试验研究，聚丙烯酰胺的最佳投加量取0.01mg/L，聚合硫酸铁取0.02mg/L，而聚合氯化铝取0.0

8、3mg/L。图6、7是滤层厚度为1000mm时不同助滤剂对常规过滤影响的试验结果。　　从图6、7可知，投加助滤剂后常规过滤的水质过滤周期均有所延长，但不同的助滤剂对常规过滤水质过滤周期的延长效果不同。若以滤后水浊度达到0.1NTU时为过滤终点，投加聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和聚合氯化铝的过滤周期分别为24h、23h和21h，未加助滤剂的过滤周期为1