低温低浊水处理技术的研究应用

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1、低温低浊水处理技术的研究应用郭玲，陈玉成(1西南大学资源环境学院2重庆市自来水公司，3重庆市农业资源与环境研究重点实验室）摘要：低温低浊水处理是净水技术的一个难点，从水温、水中微粒浓度及有机污染物三个方面分析了这种水质难于处理的原因。基于众多水处理工作者的试验研究与实践，对多种低温低浊水处理技术、药剂优选技术、泥渣回流技术、微絮凝技术、气浮技术与强化混凝技术进行了综述。关键词：低温低浊水；处理；混凝；浊度1引言低温低浊水的处理是给水处理工程中的难题之一，一直困扰着给水界。给水处理领域中对低温低浊水尚没有确切的定义，我国北方气候寒冷，冬春季节水温可降至0～2

2、℃，浊度降到10～30NTU（有时10NTU以下）；我国南方地区以长江水系为代表每年随着冬季的到来，水温和浊度逐渐下降，水温一般在3～7℃，浊度一般在20～５０ＮＴＵ之间变化，把每年１１月至次年３月温度低于１０℃或浊度低于３０ＮＴＵ的地表水称为低温低浊度水。这种低温低浊水很难处理，即使增大混凝剂投加量，净化后的水质仍很难达到国家饮用水的标准。为此，我国通过２０多年的科学试验和生产实践，基本攻克这一技术难关，获得了显著的成果。２低温低浊水难以净化的原因２．１水温的影响低温对混凝剂水解速率影响很大，低水温使水解反应速度减缓，在常见的混凝剂中，铝盐较铁盐受水温影

3、响大，以常用的硫酸铝为例，当水温为０℃时，硫酸铝水解速率只是５℃时的２／３～１／２。低温水的粘度大，液层间的内阻力大，单位时间单位体积颗粒的碰撞次数减少，不利于水中微小颗粒碰撞、凝聚和絮凝体的成长，絮凝速率和颗粒沉降速度也减小。低水温减弱微粒的布朗运动，水分子间的热运动能量减弱，不利于微粒间碰撞凝聚。水温低，胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围水化膜加厚，粘附强度降低，妨碍其凝聚。低温时气体的溶解度大，形成的絮凝体密度降低，溶解气体大量吸附在絮凝体周围，也不利于其沉淀。２．２水中微粒浓度的影响低温条件下源水浊度越低，给水工艺在运行中的药耗越高，处理难度也越大。研

4、究认为在任何水体中，保证单位体积内颗粒的数量和有效碰撞的次数是至关重要的，而良好的混凝处理效果是基于混凝过程中微粒具有较多的碰撞机会，由于低浊时单位体积内颗粒密度小，水中微粒浓度很低，导致部分微絮体失去了碰撞凝并的条件，势必影响混凝处理过程的正常进行。２。３水中有机污染物的影响国内外的研究结果表明，地表水中的有机物对水体中胶体的稳定性具有重要影响，有机物显著地增加了胶体的表面电荷，影响胶体颗粒间的结合，低温低浊水中的微粒尺寸都较小使这种作用更明显。低温低浊水中一般粘土、砂等铝硅酸盐矿物很少，而有机物颗粒在总颗粒中所占的比例很大。研究表明，源水中颗粒物质表面

5、上的负电荷由溶解性有机物吸附所占的份额是粘土等矿物所占份额的１００倍。因此通过加大混凝剂的投加量，中和低浊水中颗粒物质表面上的负电荷来达到絮凝目的是很难的。３低温低浊水处理技术３．１合理选择混凝剂与助凝剂３．１。１优选混凝剂目前低温低浊水处理的混凝剂一般可采用聚合氯化铝或硫酸铝。张海龙等通过试验比较了复合铝铁与硫酸铝对低温低浊水的除浊效果，结果表明：用复合铝铁代替硫酸铝处理不仅除浊效果好，可明显延长滤池的工作周期、节省自用水量，并且对净水pH值及剩余铝均有好处。王红宇等用聚合氯化铁（PFC）絮凝处理低温低浊水的研究表明：PFC比传统混凝剂FeCI3处理低温

6、低浊水更有效，且低温减少了其用量。王德英等用聚硅酸硫酸铝（PSAA）作混凝剂处理低温低浊水的试验表明：该混凝剂用量少，pH适用范围较宽，具有良好的混凝性能，能有效处理低温低浊水。胡子斌等用自制的聚硅酸铁（PFS）与硫酸铁分别作混凝剂处理低温低浊水，对比实验表明：与投加硫酸铁或硫酸铁2聚硅酸助凝剂相比，PFS投量少，投加范围宽，形成矾花迅速而粗大，沉降速度快，能有效地处理东北地区的低温低浊水。3.1.2投加助凝剂对于低温低浊水处理，用单独的铝及铁盐作混凝剂效果并不好，因为水温低，形成的强水化氢氧化物比较稳定，而絮凝体产生的速度却很慢，导致了混凝剂的大量使用。

7、目前，很多水厂都配合采用助凝剂。投加高分子助凝剂，不但提高了凝聚效果，还可减少混凝剂用量达30～40%以上，但投加时应注意合理的选择混凝剂和助凝剂的投配比例和投加点。目前国内高分子助凝剂主要有聚合铝，活化硅酸（水玻璃），聚丙烯酰胺等，其中应用最多的是活化硅酸。王银涛等比较了投加聚铝PAC＋改性活化硅酸与单独投加ＰＡＣ投加ＰＡＣ＋活化硅酸净化低温、低浊水的效果，生产应用表明，使用改性活化硅酸不仅除浊效率高，且可提高３０％的产水量，降低５０％的混凝剂投加量，降低净化成本约１５％。胡万里等用骨胶处理冬季松花江水的研究表明，骨胶作为助凝剂与硫酸铝共同使用，处理低温

8、低浊水很有效。王桂荣等研究了聚合二甲基二烯丙基氯化铵（ＨＣＡ）、活