周勇
深圳市长隆科技有限公司
摘要：随着人类盲目追求经济的发展，无休止的对大自然的开垦，环境污染问题日益严峻，水体污染成为严重威胁到人类正常生活生产的关键问题。尤其是我国水资源严重匮乏，且南北方分配不均，经济的快速发展带来水资源的严重污染，水源净化问题逐渐受到越来越多的关注。在这种情况下，我国科研团队大力研发净水工艺技术，努力提高净水剂的絮凝效果，以东北地区为例，气候严寒导致水体处理面临难题，科研人员以处理低温低浊水为出发点，分阶段进行新型净水剂的实验，谋求絮凝效果最佳的净水工艺。
关键词：优化工艺；提高效率；净水剂；絮凝效果
我国东北地区，冬季气候严寒干燥，常年温度处于零度以下，甚至达到零下四五十摄氏度。东北地区的冬季净水问题一直是水体净化行业难以攻克的难题，据不完全调查数据统计显示，小型絮凝试验中，全年可保证用药量比现有工艺生产或其他家聚合铝、硫酸铝节约现阶段的30%以上，甚至是50%。经过几个水厂的实验，净水工艺和新型净水剂的可行性论证阶段已经达成。本文结合现阶段我国净水工艺的现状，简要分析如何提高净水剂的絮凝效果，达到优化净水工艺的目的：
1、净水剂在居民生活用水中的应用情况
现阶段，随着我国农村城市化的发展，自来水厂成为城镇和城市主要的生活用水来源。作为居民生活用水的重要处理基地，自来水厂的主要任务就是通过合理的净水工艺，去除水中的杂质和有害物质。在杂质的处理过程中，对于净水剂的选择和应用则是最关键的步骤之一，因此通过对净水剂的科学改良和新类型的研发，才能对净水工艺进行合理的优化，从而使净水处理过的水源达到正常饮用或使用的安全要求，在满足居民正常生活供需的同时，也有效的提高了水资源的利用率。
①自来水厂的净水工艺技术概述
近几年，高锰酸钾、聚合氯化铝铁、高铁酸钾以及天然有机物净化剂是我国应用较为广泛的净水剂。其中，高锰酸钾、聚合氯化铝铁、高铁酸钾是化学净化剂类型的主要代表，效果显著且工艺简单。高锰酸钾的作用原理是将水中杂质高度氧化，转化成能够分离出来的形式，具有高效快速的优点；而聚合氯化铝铁则是通过将杂质快速沉降的方式，达到净水目的，具有环保、适用范围广的优点；而高铁酸钾与前两者不同，作为一类新型净水剂，高铁酸钾在净水的同时也起到了杀菌作用。但是这三种净水剂的原理都是化学净水，不仅会导致水中存在化学物质残留，也会因产生物质含有氯元素，导致生产出来的自来水有异味现象的出现。所以为了能够更好满足自来水的环保清洁的特性，现下更加提倡对天然有机净化剂的使用，然而由于现行对于天然有机净化剂的了解不够充分以及不能确保天然有机净化剂是否能够满足高强度的净水应用，因此，对于天然有机净水剂的研究成为自来水厂质量研究人员主要发展方向。
②净水剂在自来水厂的净水工艺中的应用现状
现代自来水厂对净水剂的挑选中，不仅要根据水源的不同用处对水资源进行不同程度的处理，考虑净水剂的种类，进而供应到需水场所水资源质量也存在不同程度差异。比如最常使用的城市居民生活用水，当然对水资源质量的要求也是最高的，不仅要求有正常的净水过程，同时也需要在用水流入正常用户家中之前进行消毒处理。而如果水资源仅作为工业用水或者生活中的其他辅助性用水，只需要将水资源进行简单处理，保持水资源的足够清洁度即可。这样不仅需要对净水剂进行分类，同时也需要自来水厂对水资源的去向做好调查以及分类，才能在保证净水剂充分利用的同时，也使水资源得到了分类利用。
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③改良自来水厂应用的净水剂的必要性
净水剂应用于自来水中，主要是起净水作用，但大部分情况下，净水剂本身都会在起净水作用的同时相应附带一些影响，最主要的就是对于化学净水的应用中，因为净水剂大部分为化学物质，虽然能有效清洁杂质，但是在自来水中还是会残留相应化学物质，虽然并不会对人体或者在使用中造成不良影响，但仍然不能与富含矿物质的洁净水资源进行比较。而相较之更加洁净的有机物净水剂的使用虽然化学因素影响较小，但由于其主要采用的是物理沉降的方法，造成水资源洁净度不够也是现在面临比较严峻问题。因此，降低净水剂本身对水资源的影响对于未来对净水剂的探究也是另一主要方面。
2、净水工艺中的絮凝技术
现阶段，我国针对常规普通地表水的净水工艺环节主要可分成：絮凝环节，沉淀环节，过滤环节，消毒环节。絮凝技术是传统水质净化工艺最为重要的环节之一，提高准确控制絮凝净水剂的投加量，保证净水过程取得良好絮凝效果，维持絮体的稳定性。传统絮凝技术的根本目的是去除水体中的颗粒物杂质与以腐殖酸类为主的细菌病毒等微生物。由于需要后期添加药品，所以絮凝过程的成果决定着后续净水工艺的运行情况以及最终出水水质和运行成本。而同时由于水处理中的絮凝现象比较复杂，不同种类的絮凝净水剂和不同水质的原水之间絮凝作用机理都有所不同，在实际的水处理中，往往是几种絮凝作用并存，因而无法确定当时的絮凝机理，另外，絮凝效果又受水的温度、酸碱平衡度、颗粒物杂质的物理化学性质、絮凝净水剂自身的类型及其絮凝效能和水力条件等诸多因素的影响，因而投药量和投药方式应根据这些因素对絮凝效果产生的综合影响和变化情况来确定。
在净水处理过程中，絮凝的主要目的是让水中分散的细小的颗粒物、胶体物质聚集、凝聚成具有高度孔洞、不规则形貌的聚集体，这一转变过程是絮凝工艺研究的核心，这种聚集体就是所谓的絮体。絮凝过程可以大致分解成凝聚和絮凝两个阶段。凝聚过程是指水中憎水胶体的脱稳过程，絮凝过程指胶体结成絮体的过程，两个过程合称为絮凝过程。但在实际过程中，絮凝现象的发生是连续不间断运行的，不能随意停止，也没有显著的状态变化，因而无法明确划分凝聚和絮凝的界限。絮凝现象的作用机理主要有：电性中和和吸附、吸附架桥、网捕或卷扫等。絮凝的过程是一个复杂的物理和化学同时发生的过程，除了絮凝净水剂的种类、性质、结构，投加量和投放作用时间都对絮凝作用有很大的影响，另外环境因素也对絮凝作用有很大的影响，比如反映温度、水体pH值、搅拌强度和作用时间、水中杂质的成分和共存盐类等，也会直接影响絮凝的效果。目前，絮凝工艺理论发展的很快，并且随着在水处理过程中絮凝法的地位日益提高和我国对饮用水浊度的要求越来越严格，对絮凝净水工艺的研究越来越受到重视。
结语：
综上所述，人类生产生活都离不开水资源的支持。但随着经济的无休止发展，人口的爆炸式增长，城市化的不断推进和人们物质生活水平的不断提高，水资源的污染问题和匮乏问题日益显著，净水工艺和净水剂作为改善水体的唯一途径，必须得到广大人民群众的关注。考虑过去絮凝效果到现阶段净水剂的絮凝效果的变更，絮凝技术在净水工艺中的应用也将越来越广泛。
参考文献：
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[3]苏漫漫. 钛铁类净水剂的研发及在废水中的应用效果[D].济南大学,2015.
论文作者:周勇
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/19
标签：絮凝论文; 净水论文; 净水剂论文; 水资源论文; 工艺论文; 自来水厂论文; 过程论文; 《中国西部科技》2019年第12期论文;