摘要：本文以生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）为依据，青岛市崂山水厂的生产工艺流程为研究对象，在沉淀池末端投加1.5ppm聚合氯化铝作为助滤剂，改善滤后水水质。通过对投加助滤剂前后滤后水水质进行监测分析，滤池对浊度的去除率明显增加，由60%增加到90%左右，滤后水浊度较稳定，基本维持在0.1~0.2NTU，过滤周期得到恢复，由17h增加到26h，滤池的过滤性能提高，出水水质明显改善。
关键词：助滤剂，过滤，浊度，过滤周期
前言
夏季高峰供水期间，崂山水厂水处理工艺对浊度的去除效果并不理想，增大混凝剂投药量，导致水中悬浮颗粒在平流反应池中边反应边沉淀，反应池中泥量增加，影响了运行工况；同时，水中胶体颗粒形成的絮体细小、质轻、输送，沉降性很差，容易穿透滤层，导致滤池截污能力差，很难有效保证出厂水水质；且高耗药量增大治水成本，也增加了水的色度[2-5]。尤其是在水质波动的情况下，出厂水的水质不稳定，这给居民安全用水带来了隐患，也为水厂的工作增加了难度。如何保证高峰供水期间出水水质稳定，成为崂山水厂亟待解决的一个问题。
1.水厂概况
崂山水库位于白沙河上游，建设库容为4650万立方米，占地440万平方米，汇水流域面积100平方公里。崂山水厂位于崂山水库库区内，设计日供水能力7.5万立方米，。水厂采用常规处理流程：取水塔→消能井→混合槽→平流式隔板反应池→平流沉淀池→快滤池→清水池，设有平流隔板反应池和平流沉淀池各一座两组、普通快滤池一座八格。具体工艺流程如图所示。
2.试验设计
为了有效增大絮体尺寸和密度，提高滤池过滤效果，改善出水水质。本研究在沉淀池末端增加了投加助滤剂装置，从7月4号开始在2、4、6号滤池进水前投加1.5ppm助滤剂（聚合氯化铝）；9月4号开始在3、5号滤池进水前投加1.5ppm助滤剂（聚合氯化铝）。
本实验通过监测投加助滤剂前后的滤后水水质情况，及过滤周期恢复情况，从而确定以聚合氯化铝作为助滤剂的实际应用性，以及投加助滤剂后滤池出水是否符合国标对水质的要求，从而保障崂山水厂出厂水水质。
3.监测结果与分析
3.1原水水质
6月份原水浊度基本保持在10~20NTU之间，从7月开始浊度迅速增加，平均浊度为30NTU左右，最高到50NTU。耗氧量在3.5~5.5mg/L之间，耗氧量从6月到9月呈现逐步增加的趋势。而当水中存在天然有机物时，混凝剂首先与带电密度大的有机物作用，造成颗粒间空间位阻或双电层排斥作用，导致混凝效率不高，因而需要增加混凝剂投加量，表现出架桥作用，才能提高混凝效率。而增大投药量导致了滤池进水中悬浮颗粒较少，细小的胶体颗粒较多，难以被滤料截留，仅靠滤池作用，很难保证滤后水水质。考虑到这一问题，本研究在滤池进水前投加了1.5ppm的聚合氯化铝作为助凝剂，以提高滤池过滤性能。
3.2投加助滤剂后滤后水浊度的变化情况
7月份在2、4、6号滤池进水前投加助滤剂，9月份在3、5号滤池进水前投加助滤剂后，对2、3、4、5、6号滤池的出水进行为期两个月的监测，滤池出水浊度和滤池对浊度的去除率，得到以下结论
①未投加助滤剂时，各滤池出水浊度不稳定，受进水水质的影响较大，当进水浊度在0.6~0.9NTU时，在0.2NTU左右；当滤池进水浊度在1.0~1.8NTU之间时，在0.2~0.6NTU之间。滤池对浊度的去除率只有60~80%左右。
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②7月份，在2号、4号和6号滤池进水前投加助滤剂后，滤池的出水浊度明显降低，低于0.1NTU，滤池对浊度的去除率升高，达到80~95%左右。
③9月份，在3号和5号滤池进水前投加助滤剂后，由60%左右迅速增加到90%左右，最高可达94.3%，且去除效果较稳定.
④投加少量的助凝剂时，可以增加絮凝体的尺寸和密度，有助于絮凝体被滤料截留，大幅降低出水浊度，从而达到理想的处理效果。
3.3加助滤剂前后滤池过滤周期变化
滤池运行周期是否合理是关系水厂供水水质是否达标的关键因素，过滤周期太短，不能充分发挥滤料的截污能力，同时反冲洗水量也大，造成水资源浪费。投加助滤剂前后滤池过滤周期和滤速变化显示所有滤池在滤前投加助滤剂后，过滤周期均增加了，分别从16 h 、18 h、15 h、19 h、15 h增加到27 h、25 h、26 h、26 h、24 h。很明显，未加助滤剂剂时，滤池过滤效果较差，因而过滤周期较短，只有18h左右；而在滤前投加助滤剂后，由18h左右恢复到26h左右。而表3.1表明，滤池的进水滤速与出水滤速差减小，由8m/h左右降为5.5m/h左右，说明投加助滤剂会造成滤层空隙中高分子链过于密集[6]，增加滤料的过滤阻力。
4.总结
（1）对2015年6~9月原水水质进行监测发现，平均浊度为30NTU左右，最高达50NTU；耗氧量在3.5~5.5mg/L之间，呈现逐步增加的趋势。当水中存在天然有机物时，混凝剂首先与带电密度大的有机物作用，水中天然有机物还会在无机胶体颗粒表面形成有机保护层，造成颗粒间空间位阻或双电层排斥作用，导致混凝效率不高，只有加大投药量使混凝中和了溶液中及颗粒表面的天然有机物电荷后，而增大投药量导致了滤池进水中悬浮颗粒较少，细小的胶体颗粒较多，难以被滤料截留，仅靠滤池作用，很难保证滤后水水质，需要在过滤前投加聚合氯化铝作为助滤剂，从而提高滤池过滤效率。
（2）未投加助滤剂时，各滤池出水浊度不稳定，在0.2~0.6NTU之间，受进水水质的影响较大，过滤的平均浊度去除率为只有75.8%；投加助滤剂后，各滤池的出水浊度明显降低，在0.1~0.2NTU之间，去除率由75.8%升高到86.4%，且去除效果较稳定。
（3）投加助滤剂后，滤池的出水浊度明显降低，水质得到改善，从而降低了滤池的反冲洗频率，使滤池的过滤周期明显得到恢复，由18h左右恢复到26h左右，但投加助滤剂会造成过滤水头损失增长过快，增加滤料的过滤阻力，减小滤速。
（4）通过为期两个月对滤后水浊度、过滤周期和滤速的监测，可以发现：投加聚合氯化铝作为助滤剂时，能够增加胶体颗粒的布朗运动，使胶体重新凝聚成较大的絮凝体，增加絮凝体的尺寸和密度，提高滤池的过滤性能，大幅降低出水浊度，恢复滤池过滤周期。但投加助滤剂后，滤池的水头损失增加，滤速降低，因此在实际生产运行中需要加强对滤池运行参数监测，适当提高反冲洗强度及反冲时间。综上所述，聚合氯化铝可以作为助滤剂用于水厂实际生产应用中。
参考文献
[1]李圭白.水质工程学[M]. 中国建筑工业出版社, 2005.
[2]龚云峰,等.低温低浊水处理技术[J]. 华东电力, 2004, 11(32): 14-16.
[3]韦舒.低浊度进水条件下提高滤池出水水质的研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2012.
[4]杜茂安,厉勇.低温低浊水助滤法除浊降硅[J].工业用水与废水, 2001, 32(6): 17-18.
[5]王海虹,等.低温低浊水处理工艺研究进展[J].农技服务, 2007, 24(9): 109-110.
论文作者:栾宁
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/16
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