杭州余杭水务有限公司 浙江杭州 311100
1 前言
仁和水厂水源水取自东苕溪，取水口（清源泵站）位于余杭区仁和街道永胜村。由于东苕溪为省级航道，航运发达，导致原水浊度在枯水期波动较大；或在极端气候条件下也会有原水高浊度的情况发生。因此，为保证仁和水厂水质安全、优质，仁和水质监测室针对高浊度原水进行强化混凝的烧杯试验，得出合适的混凝剂投加量以及相关参数控制，为实际生产提供科学、有效的药剂投加量，供制水车间参考。
2 水浊度异常情况
仁和水厂原水浊度波动一般出现在：东苕溪处枯水期，且过往航运船只较多时；极端气候条件下的浊度异常，一般为强降雨时。低浊度原水一般出现在节假日前后，期间航行船只极少。
3 混凝沉淀烧杯试验
3.1 试验设计
3.1.1 仪器
试验仪器（搅拌器）采用自动控制六联混凝搅拌器；
浑浊度使用HACH散射光浊度仪（经质监局检验合格）进行检测。
3.1.2 试剂
混凝剂采用实际生产所使用的聚合氯化铝（嘉善海峡净水剂有限公司生产150401批次，检验合格），根据使用情况，配置1%聚合氯化铝使用液。
3.1.3 试验过程
1、将试验水样倒入搅拌杯至刻度线，并测定水温、pH、浊度、色度、总碱度；
2、根据试验需求投加混凝剂并控制各个试验单元的絮凝、沉淀的搅拌转速以及时间；
3、测定试验数据，并整理
影响混凝效果的因素很多，以水力条件、pH、碱度、水温以及混凝剂投加量最为重要。因此根据仁和水厂实际，选取影响沉淀水浑浊度的几个重要因素进行试验：混凝投加量、混合阶段水力条件、沉淀时间、絮凝阶段搅拌速度以及水温进行试验：
试验1 混凝投加量对浑浊度的影响
当原水水质一定（试验水样采自东苕溪德清大闸），混凝沉淀试验中得转速、时间均一样，不同的混凝剂投加量对出水水质的影响。试验1采样自动控制六联搅拌机，通过快速混匀（250r/min,1min）、絮凝（80 r/min，2min；40 r/min，5min）、静置沉淀（60min），然后测定搅拌杯水样液面下约10cm处的上清液的浑浊度，来判定混凝剂投加量对浑浊度的影响。
试验1 小结
试验1结果表明，沉淀水浑浊度随着混凝剂投加量的增加而降低，当混凝剂投加量达到60mg/L后效果开始趋于平缓，50-60 mg/L效果最佳；絮凝出现时间随混凝剂投加量的增加而提前，但到40mg/L后基本稳定。
试验2 混合阶段水力条件对浑浊度的影响
当原水水质一定，混凝沉淀试验中各搅拌杯混凝剂投加量一样，分析混合阶段不同的水力条件对絮凝沉淀的影响。其中，混凝剂投加量以试验1中沉淀水浑浊为1NTU时，所需的混凝剂投加量作为试验2的投加量标准：55mg/L。
试验2小结
混凝沉淀过程中，混合要求快速、充分。因为混凝剂水解作用的时间极为短促，混凝剂加入水中以最快的速度同原水充分混合，才能保证混凝效果的优良。试验结果显示，当转速达到200r/min，搅拌时间控制在1min或转速达到250r/min，搅拌时间控制在30s以上时絮凝沉淀效果良好。
试验3 沉淀时间对浑浊度的影响
试验3过程中，对6个水样采用恒定的混凝剂投加量以及水力条件控制，对不同沉淀时间的沉淀水浑浊度进行试验分析。
试验3小结
通过试验3，可以看出沉淀时间对浑浊度的影响呈递减形式，沉淀时间越长，沉淀水浑浊度越低。50min内沉降速度快，当沉淀时间60min后趋势趋于平缓。
试验4 梯度搅拌速度（絮凝阶段）对浑浊度的影响
试验4过程中，对6个水样采用恒定的混凝剂投加量以及相同沉淀时间，以不同的梯度搅拌速度（絮凝阶段）进行试验分析试验效果。
试验4小结
通过试验4可以得出：搅拌速度对絮凝沉淀过程以及沉淀水浑浊度的影响呈“u”型：当絮凝阶段搅拌速度越大，试验水体中的颗粒相互碰撞的机会就越大，混凝效果可以好些，但是当搅拌速度过大，水流产生较大的剪力，绞碎絮体，絮体一经破碎总新结合将会比较困难，导致絮凝、沉淀效果变差。
试验5 水温对混凝沉淀的影响
试验5过程中，对6个水样采用相同的混凝剂投加量、沉淀时间、水力条件，在不同的水温下进行试验分析试验效果，（将原水水样放置冷藏箱内，至试验温度）。
试验5小结
通过试验5可以看出相对高的水温更有利于絮凝沉淀，水温低则化学反应速度慢，影响了混凝剂水解，水中杂质和氢氧化物胶体之间彼此碰撞机会；水温低，水的黏度也大，颗粒下降阻力增加，絮体不易下沉。
4 总结
根据上述试验，当出现原水浑浊度较高情况时，在实际生产中应做好以下几点保证各工艺环节的出水水质符合内控标准：
一、混凝剂投加量
适当增加混凝剂投加量，根据试验1，当原水浑浊度374NTU时混凝烧杯试验所需混凝剂投加量达到55mg/L，而在常态下的烧杯试验中混凝剂投加量在30mg/L左右，比高浊度时增加约一倍的投加量。因此，在实际生产出现高浑浊原水时，监测室需加强混凝剂投加量烧杯试验工作并结合实际生产数据将试验结果告知制水车间，给予参考并做好各工艺环节相关水质指标的监测。另，由于实验室条件限制，对增加混凝剂投加量时水中铝含量未进行检测。
二、探索混合、絮凝、沉淀的合理组合
通过试验2-4，可以看出试验中为达到良好的絮凝沉淀效果以及沉淀水浑浊度，需要组合混合、絮凝、沉淀条件以及混凝剂投加量之间的相互补充、相互制约的关系，使净水工艺更高效、经济，水质更优。如某一条件差些，可以在一定范围内由其他条件来弥补。如：原水浑浊度较高时，必须增加混凝剂的投加量。而我们可以根据实际生产情况，在混合、絮凝阶段，适当的加大水流速度，使之更快更好地混匀；而在沉淀阶段适当的放缓水流速度，延长沉淀时间。这样既可以优化沉淀水浑浊度，亦能减少一部分的混凝剂消耗。
论文作者:叶菁欢
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/18
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