淄博市引黄供水管理局 山东省 255000
【摘 要】黄河是北方地区生活用水的重要来源，随着经济的不断发展，对于水资源的使用需求在不断增加，而黄河水的浊度变化比较大，给黄河水处理投药控制增加了难度，因此，利用絮凝投药控制技术可以快速连续的对水质进行取样检测，利于投药控制，提升了水处理的效率。
【关键词】黄河水；浊度；絮凝投药；水处理
在给水处理中，为去除悬浮物和胶体杂质而投加的主要药剂叫做絮凝剂。在絮凝药剂投加控制和絮凝剂的使用方面，我国还处于一般水平，主要反映在絮凝药剂的品种少、质量低两方面。在国外，特别是作为原水调质而采用的助凝剂较为普遍，我国这方面差距较大。现在对于国外先进的药剂自动投加和控制工艺，我国已引进和研究，并在一些水厂得到应用。
一、絮凝控制在线检测仪
絮凝控制在线检测仪是根据水中流动悬浮胶体产生的浊度波动，极灵敏地显示絮体形成状态，可在实验室或现场条件下确定最佳投药量。该方法认为絮凝剂投人水中后水解生成的氢氧化物沉速至最大时，投药量为最佳。投药后氢氧化物生产时，初始浊度会升高，但随着絮凝体的形成浊度又下降，初始浊度为最大值时的投药量可认为是絮凝最佳投药量，因此该仪器把光学方法和微讯息处理计结合使用，连续测定加药后水中絮体的实际情况，同时直接调节混凝剂的投量和调整PH值，从而获得最佳混凝效果。该仪器还特别适合于投药闭路控制系统，根据检测器输出的信号，利用微机内的优选公式，逐步调整混凝剂投加量，直到最佳值为止。正确选择混凝剂投加量和PH值将大幅度节省药剂用量，提高出厂水水质，有良好的社会效益和经济效益。
二、絮凝剂的控制投加
絮凝控制技术是净化处理的重要环节，因此如果控制不好，既不能达到预定的水质要求，又导致药剂的浪费。目前大部分净水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与经验投加相结合的方式，人工操作投加。该方法的缺点是不能满足连续运行的需要，也就不能随水质水量的变化而及时调整投加量。同时由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中的水力条件差距较大，因此提供的投加率仅能作为实际投加的参考值，不仅不准确，还带来检验投加效果的滞后。为了解决这些问题，有部分水司研究应用模拟滤池法控制混凝药剂的投加，结果表明可达到自动控制投加和及时调整药剂之目的，可以节约药剂10—20%。但由于模拟水力条件和生产实际的差距，必须及时修正相关关系，否则将影响投加的准确性。
在药剂自动投加控制方面国内还先后研究与应用过建立前馈数学模型实现计算机自动控制投加。基本控制参数有原水浊度、水温、PH值或碱度、氨氮、耗氧量、水量等6项，基本达到根据原水水量及水质变化及时准确改变投加量。在此基础上又发展出建立前馈与后馈数学模型实现计算机优化自动控制系统，该方法是在前馈数学模型的基础上，又根据沉淀池出水与滤池出水浊度建立后馈控制的数学模型，而建立数学模型法的关键是要建立实用可靠的数学模型和采用多种准确可靠的连续传感器与投加设备。
三、实验方案的确定
（一）实验方法
实验是在某自来水公司一水厂通过静态实验来完成的。取黄河底泥，向其中加入自来水，配制成不同浊度的水样。向水样投加有机高分子絮凝剂来进行混凝实验，在投药混合后开始检测反应过程的絮凝脉动值，待反应结束后，将水样静止沉淀，并测定沉后余浊。由此来判断絮凝脉动值是否与絮凝剂投加量和沉后余浊具有相关性。
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（二）实验条件
混凝搅拌实验:300r/min，快速混合0.5min，100r/min慢速反应5min，静止沉淀20min。有机高分子絮凝剂:阴离子型聚丙烯酰胺，阳离子二甲基二烯丙基季胺盐。
四、实验结果与分析
（一）絮凝脉动值与絮凝剂投量的相关性
常规浊度下脉动值与投药量的关系：原水浊度/NTU为120，250以及450，投加阳离子二甲基二烯丙基季胺盐，投加量/mg•L-1为0.008，0.016，0.024，0.032之后的脉动值为：12.5，14.8，22.2，-；-，19.2，28.7，-；-，29.9，34.0，34.9。
高浊度下脉动值与投药量的关系：原水含沙量/kg•m-3为20，58，投加阴离子型聚丙烯酰胺，投加量为0.08，0.16，0.25，0.50，0.75，1.0之后的脉动值为17.1，25.5，45.8，-，-，-；-，-，18.9，35.0，43.3，55.9。
从上述实验结果可以看出，在不同的水样中，随着投药量的增加，絮凝脉动值都随之增加。这证明絮凝脉动值与有机高分子絮凝剂投加量之间有很好的相关性。
（二）絮凝脉动值与沉后余浊的相关性
常规浊度下沉后余浊与投药量的关系：原水浊度/NTU为120和450，投加阳离子二甲基二烯丙基季胺盐，投加量/mg•L-1为0.008，0.016，0.024，0.032之后的沉后余浊分别为67，52，32，-；-，80，47，38。
高浊度下沉后余浊与投药量的关系：原水含沙量/kg•m-3为20和58，投加阴离子型聚丙烯酰胺，投加量为0.08，0.16，0.25，0.50，0.75，1.0之后的沉后余浊为14，28，100，-，-，-和-，-，11，21，42，110。
从上述实验结果可以看出，在有效范围内，沉后余浊随有机高分子絮凝剂投加量的增加而降低，与此同时也可以找到絮凝脉动值与沉后余浊成反比关系，即随着絮凝脉动值的增加，沉后余浊就降低；反之，在絮凝脉动值降低过程中，沉后余浊也随之升高。这说明，实际中只要根据絮凝脉动值的变化来控制投药量，就可以保证沉后水余浊达到规定的要求。
五、结论分析
（1）不论在普通浊度还是高浊度原水条件下，絮凝脉动值与有机高分子絮凝剂投加量和沉后余浊之间具有很好的相关性。实际中，可以选定合适的絮凝脉动值作为设定值，就能对黄河水的混凝过程进行有效地控制，并使处理效果达到规定的要求。
（2）由于高浓度悬浮液的絮凝速度非常快，混合与絮凝过程几乎同时进行，无法将其区别开，在进行混合时就出现已形成的大絮凝体的破碎现象。在最初阶段絮凝速度远大于破碎速度，随着絮凝体粒径的增大，破碎作用迅速增强，而絮凝速度则逐步降低，当两者达到平衡时就出现一个峰值。此后破碎速度占有优势。随着悬浮液浓度的提高，该现象越来越明显，对于3000mg/L的高浓度悬浮液，絮凝在10余秒即可出现峰值。这样迅速的变化过程用普通的检测方法根本无法准确得出峰值的精确位置，用透光脉动检测技术则可使工作能非常容易地进行，且峰值的准确位置能精确地显示出来，从而提供了一种方便快捷的检测方法和手段。
总之，絮凝控制技术有非常广阔的发展前景，因为它直接影响到水处理工艺，是一个重要的技术环节。对先进的絮凝控制技术进行积极引进消化，根据我们实际情况研究可靠的控制方法，缩小我国在混凝控制方面与国外先进水平的差距，是我们的重要任务。
参考文献
[1]李培军.混凝投药工艺控制技术研究[D].西华大学,2010
[2]饶宁.水处理混凝投药预测控制方法研究[D].浙江工业大学,2013
[3]黄丽娟.水厂混凝投药量复合控制系统的研究与应用[D].中南大学,2014
[4]周晓龙.微絮凝强化过滤处理超低浊度水的应用研究[D]浙江工业大学,2014
论文作者:王芳
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第7期
论文发表时间:2016/8/18
标签：絮凝论文; 浊度论文; 药剂论文; 絮凝剂论文; 水处理论文; 原水论文; 相关性论文; 《低碳地产》2015年第7期论文;