强化混凝处理高藻水效果的研究
龚淑艳1， 宋庆原2， 高斌1， 李峰3
(1．天津塘沽中法供水有限公司，天津300450；2．中法水务投资有限公司，澳门999078；3．天津大学环境科学与工程学院，天津300072)
摘要：针对高藻期原水的特点，采用复配混凝剂并进行烧杯试验对复配混凝荆方案进行了优化，结果表明，无论聚合氯化铝(PAC)与FeCl3复配还是聚合氯化铝铁(PAFC)与FeCl3复配，混凝反应后的沉淀出水浊度都明显低于单独投加FeCl3，并且pH值能稳定在7．5以上。在总投加量相同的情况下，先投PAFC或PAC再投FeCl3的投药顺序最优；PAFC和FeCl3复配投加的最佳质量比为3：l，PAC和FeCl3复配投加的最佳质量比为1：2；投加间隔时间为5—20 S。采用复配混凝剂的水处理成本至少低于单独投加三氯化铁30％。
关键词： 复配混凝剂； 强化混凝； 高藻原水
中图分类号：TU991．22 文献标志码：B 文章编号：1673—9353(2008)03—0020—04
天津市塘沽区的水源水为引滦水，与其他季节相比，每年4月下旬至10月下旬原水水质具有藻类含量高、总碱度低、pH值高以及耗氧量高等特点。
天津塘沽中法供水有限公司下属水厂采用常规净水工艺，其中占企业总供水量80％的两个水厂常年以液体三氯化铁作为单一的混凝剂。随着饮用水水质标准的不断提高，原水水质的不断恶化，单独投加三氯化铁的混凝技术和仅靠增加投药量来控制水质的处理方法已不能有效地满足夏季高藻原水的水质净化需求。因此，开发新的絮凝剂、助凝剂及絮凝剂和助凝剂的复配技术，以优化混凝，成为笔者研究的目标。
1试验材料及方法
1．1 原水水质
采用高藻期的水源水进行试验，原水温度为10—26℃，浊度为8．00—15．00 NTU，总碱度为80—110 mg／L，pH值为8—8．5，藻类为(1000—4 000)×104个／L，耗氧量为3．50一5．00 mg／L。
1．2化学药剂
聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)和FeCl3；聚二甲基二烯丙基氯化铵(HCA)；非极性聚丙烯酰胺(F04190)。
1．3烧杯试验
分别向6个1 000 mL的烧杯中加入混凝剂及助凝剂，然后以200 r／rain的转速快搅3 min，40r／min幔搅20 min，最后静置沉淀10 rain，在液面下2cm处取上清液测定。
1．4分析方法
浊度：Hach RATIO／XR型浊度仪；pH：F一30型pH计；余铁：二氮杂菲分光光度法；藻类：经浓缩染色固定后采用视野法计数。
上清液通过0．45um滤膜过滤后采用酸性高锰酸钾法检测CODMn；干燥絮体的形态在20 kV电压下使用电子显微镜(SEM)(HITACHI，S一3500N)扫描。
2复配混凝剂水处理效果的小试
2。1 混凝剂的优化选择
采用不同的混凝剂，对3种不同的投药方案进进行了烧杯试验，试验结果图１所示。

由图1可以看出，采用铝盐和铁盐复配投加的方式明显优于单一投加FeCI，的混凝效果。特别是PAFC与FeCl3复配，总投量为20 mg／L时就可以使沉淀出水浊度降至0．5 NTU以下，而单独投加FeCl3很难使沉淀出水浊度降至1．0 NTU以下。
2．2 复配药剂投加方案的优化
2．2．1 复配投加顺序的选择
在总投加量和配比均相同的情况下分别对PAFC和FeCl3.PAC和FeCl3的投加次序进行多次试验，结果表明：先投加PAFC或PAC再投加FeCI，时的混凝效果要优于先投加FeCl，。
2．2．2复配投加比例的优化
根据已经确定的投加顺序，在总投加量为15mg／L的情况下，改变PAFC和FeCl3、PAC和FeCl3的投加比，考查对浊度的去除效果。在PAFC和FeCl3的投加比分别为6：l，4：l，3：l，1．5：l，l：1和1：3下，进行了烧杯试验，结果表明当PAFC和FeCl，投加比为3：l时，沉淀出水浊度降至最低，同时试验中发现所形成的絮体最大。PAC和FeCl3的投加比从5：1，3：l，l：l降至
1：2，沉淀出水浊度相对比较稳定，同时试验期间观察到混凝反应形成的絮体逐渐增大，质量比为l：2时达到最大(约1 mm)；从1：2，l：3变化至l：5时，絮体大小不变，但沉淀出水浊度呈现较明显的增大趋势。
因此，PAFC和FeCl3复配投加的最佳质量比确定为3：1，PAC和FeCl，复配投加的最佳质量比为l：2。
2．2．3复配投加时间间隔的确定
当总投加量为10 mg／L，PAFC和FeCl，投加比为3：1，先投加PAFC后投FeCl3时，采用不同的投加间隔时间，比较沉后水浊度的变化。结果表明，随着时间间隔的不断延长，沉后水浊度呈上升的趋势。
时间间隔为5 s时，沉后水浊度最低。建议投加的时间间隔在20s之内，即在PAFC链状结构展开的过程中加入FeCI３，可以充分结合链状结构的吸附架桥作用和FeCl３水解后基团的电性中和作用，同时增大絮凝剂的有效接触面积，强化两种絮凝剂的混凝效果。Kan等人发现了类似的现象：在铝盐投入水中后，O．1 s内就会发挥其最大的脱稳能力，在之后的6 s之内，混凝的效果会持续下降，在6 s之后，会基本保持不变。同时投加两种药剂的沉后水浊度较高，且试验中还观察到，同时投加形成的矾花很小，影响沉淀效果。
2．2．4助凝剂的选择
间隔时间为5—20 s时，先后投加不同比例的PAC和FeCl3、PAFC和FeCl3后，再投加助凝剂HCA和F04190，以沉淀出水浊度和絮体大小作为评价指标进行烧杯试验，以选择适宜的助凝剂。试验发现：PAC与FeCl３、PAFC与FeCl３两种复配方式，无论采用HCA还是F04190助凝都可以使絮体增大到I．5～2 mm，而HCA助凝沉后水的浊度较低，因此建议生产中采用溶解性较强的HCA作为助凝剂。
2．3复配药剂强化混凝的机理讨论
通过观察放大10000倍的SEM照片，可以看出单独投加FeCl３形成的絮体结构为孔状，加入了阳离子高分子聚合物HCA后，絮体的结构改变，原来的孔状结构被HCA的分子链连接，形成了狭长的缝隙，各个孔被细小的链状结构连接，形成了密实的网状结构，从而增加了絮体密实度和除浊能力。单独投加PACF形成的絮体结构呈片状，比较松散，不易沉降；复合了FeCl3后发现类似于FeCl3絮体的孔状结构，这种复杂结构更加密实，更有利于对水中的藻类、有机物的去除。再投加HCA后，形成的絮体中出现了明显的链状结构。
2．4复配药剂强化混凝效果综合评价
2．4．1水质指标评价
根据已确定的优化方案，对复配药剂的强化混凝效果进行评价，取用较难处理的高藻水，以浊度、藻类、UV254及pH为关键评价指标，试验结果见图2。

．由图可以看出，从浊度、pH、uv254以及藻类几个指标来衡量，PAC与FeCl3、PAFC与FeCl3两种复配方式均要优于单独投加FeCl3，且出厂水pH值更稳定。
2．4．2经济指标评价
以高藻期试验结果为例，复配药剂总投量为30mg／L(PAC和FeCl3投加比为l：2)，HCA投量为0．3 mg／L；单独投加FeCl3投量为60 mg／L，按PAC 或PAFC单价为880元／t，FeCl3单价为650元／t，HCA单价为16 800元／t计算，每处理l 000m3原水，复配药剂的费用为26．8元，单独投加FeCl３的费用为39元(不包括原水预处理的费用)。采用复配药剂的方式至少可以为水厂节约药剂成本30％，这里没有包括单独投加FeCI３，时调节出厂水pH值的费用。
3复配药剂水处理效果的生产实例
自2007年4月18日开始，新河水厂采用PAC和FeCl３复配，并以HCA助凝的投加方式进行水处理，到2007年10月25日，对新河水厂复配药剂投加方式和同期新村水厂采用单加FeCl３运行方式的烧杯试验数据及实际生产数据进行了综合分析比 较，结果见表l和表2。


6个月的实际生产运行结果表明，PAC和FeCl３复配投加的总投量只有单独投加FeCl３的2／3，节约药剂成本26％，考虑新河水厂投加HCA助凝和新村水厂投加氢氧化钠调节pH值的消耗在内，新河水厂的总药剂成本较新村水厂低21％。
4结论
①对于微污染高藻滦河水的处理，在相同投加量的情况下，PAC与FeCl3、PAFC与FeCl3两种混凝复配方式较单独投加FeCl３，的投药方式更能有效控制沉淀出水浊度。
②在控制出水浊度相同的情况下，PAC与FeCI３.PAFC与FeCl３，两种复配方式的出水pH值比单独投加FeCl３高，并且随着总投加量的增加，pH值都能稳定在7．5以上。
③在出水浊度相同的情况下，复配投加方式对余铁、藻类都较单加三氯化铁有更好的控制效果。
④在总投加量相同的情况下，先投PAFC或PAC再投FeCl3的投药顺序最优；PAFC和FeCl3复配投加的最佳质量比为3：1，PAC和FeCl3复配投加的最佳质量比为1：2；PAFC或PAC与FeCl3最佳的投加间隔时间为5-20s。
⑤复配药剂的水处理成本低于单独投加FeCl3

关于水厂提高水量、水质的讨论
给水常规处理工艺是我国最常采用的净水工艺，即对原水采用混凝、沉淀、过滤和消毒，以去除水中浑浊度、色度、细菌和病毒为主的水处理流程。由于原水水质污染日趋严重而我国饮用水标准又不断提高，目前的给水常规处理工艺在越来越多的技术指标面前显得力不从心，大部分水厂采用降低运行负荷增加投药量等措施，但是出厂水浊度超标、水中嗅味、红虫、消毒副产物超标等问题依然突出。虽然采用预处理和深度处理等水处理工艺能够极大地改善出水水质，然而大量资金投入，占地面积以及运行成本等的大幅度增加，使得尚处于发展中国家的中国无法将新工艺推广至大部分自来水厂并且大规模改造需要很长时间。因此，充分发挥现有常规处理工艺的制水能力，最大限度地提高常规处理工艺的净化水平，是目前整体提高我国自来水厂出水水质最可行的手段。
xxx公司下辖x个水厂合计设计供水能力xx万立方米/天，实际供水能量xx万立方米/天。问题的主要矛盾在现有水厂工艺大部分是按85水质标准设计常规处理工艺，已不适应微污染水源的处理及新水质标准要求（1NTU以下）要求，具体表现在出厂水浊度超标、水中异味、红虫、消毒氧化能力不足消毒副产物超标等问题，为了解决这些问题应从以下几方面入手。
一、出厂水浊度问题
㈠、由于原水中有机物、藻类增加及低浊问题，严重干扰净水药剂混凝沉淀效果，现采取措施主要是降低反应、沉淀池运行负荷、大幅提高药量，由此出现的问题是斜板积泥、自耗水增加“红虫”在沉淀池二次繁殖严重。建议采取以下强化措施：
1、 合理选择预氧化剂，强化预氧化工艺。
2、 投加助凝剂。
3、 投加黏土。
4、 投加硫酸调整pH值。
pH值对强化混凝的影响作用
一些研究认为对于混凝过程中有机物的去除而高 ，混凝过程 pH值比混凝剂的投加量影响更大，是有机物去除的决定性冈素。对于铝混凝剂而言。最适于有机物去除的pH值在5．5～6．5之间。一般而言，尽管较低的pH值有利于有机物的去除，但是在实际操作中，混凝剂的类型、投加量、pH值都必须同时考虑。
当原水pH值较高时，可通过加酸来降低pH值。pH值为5．0—6．0时有利于形成腐殖酸、富里酸的聚合物，有机物的去除效果较好。一般在混凝剂投加前加酸，以促使混凝剂水解形成高价正电荷。
5、 根据原水水质情况调整絮凝剂种类及采用复合多种药剂投加。
复合混凝剂的浊度去除率均高于同投量的PAC，表明复合混凝剂的抗水质变化冲击能力较强。可增加水处理系统的迎沙峰能力，增强澄清池的运行稳定性，提高出水合格率。与PAC相比，复合混凝剂生成絮体颗粒速度更迅速，颗粒尺寸更大，沉速更快。达到相同的浊度去除效果，复合混凝剂可比同投量的PAC缩短27％'--50％的反应时间，沉降速度是单投PAC的2～4倍。
共确定了三种复合混凝剂的组分，分别为1、PAC+KMn04+FeCh(窑2PAC+KMn04+羟基氧化铁；(3)PAC+KMn04+水合氧化锰。使用少量既有效果，制水成本增幅不大。与PAC对比，浊度去除率一般可提高2．73％"-'3．34％，TOC去除率可提高11．08％'--'30．02％；而达到相同的浊度去除率，复合絮凝剂投量可节省30％---390,6。

㈡、强化控制过滤
1. 减少初滤水影响。由于反冲洗结束后，i孛洗舞}水槽顶以下酶水无法排除，将这部分水质又眈较差，以往的设计，随着过滤的开始，这些水进入了滤后的净水系统，导致出水水质变差。为了解决这一问题，谯滤池底部设置初滤承排放管。反冲洗结束羼，先撵3 min初滤水，然后蠢开毒水管进行正常过滤。随着新的《生活饮用水卫生标准》的强制实施，此项措施尤为重要。
当出厂水浊度严格控制在相当低的情况下，就要注意初滤水浊度的控制。控制初滤水浊度的基本措施是：一是降低冲洗结束时的废水浊度。为节约冲洗水．可在后期以低反冲强度冲洗一段时间，或用翻板滤池的冲洗方式．把砂面上水放掉，排放初滤水(约15分钟)，反冲水中加注混凝剂，主要是冲洗后期的水。二是可因地制宜选用冲洗后停役一定时间或在冲洗开始时滤速缓慢提高，以缓和初滤水浊度。一是加注助凝剂或助滤剂，特别是加注有机聚合物，以改善水的混凝、沉淀和过滤性能。
.4 减少滤后水浊度的干扰
冲洗结束后滤层上部待滤水浊度较高，造成初滤水浊度较高。在总公司各水厂滤池的实际运行中，每次滤池反冲洗后的初滤水直接进入清水渠，使总的滤后水浊度至少升高0.1～0.2 NTU。
针对此种现象，在江北水厂二期建设中每格滤池增加初滤水的排放阀，以减少对滤后水浊度的干扰，有效地解决了滤池反冲洗后浊度升高的现象。现正逐步在总公司各水厂滤池全部增加初滤水的排放阀，降低水的浊度
2. 减少滤池进水量波动引起水质变化。
水力波动和滤速波动是并存的，因此数值大的水力波动和滤速波动同时出现，滤池出水水质也就出现恶化现象。水力波动的产生有下列情况：①由于滤池出口或进口的流量控制设施引起的流量不稳定，甚至暂时失灵。②由于全厂流量的增加或由于一个滤池的冲洗引起的滤池滤速变化。③滤池冲洗后开始过滤或者别的滤池开停所引起的滤速变化。当这些情况引起滤速的瞬时变值过大时，则产生滤出水水质显著恶化的现象。研究表明加少量聚合物（助滤剂）就可以控制因水力波动所产生的浊度波动现象。
滤池进水流量的影响因素很多，生产中各类工艺参数调节均会对其产生影响，如一泵房各离心泵的启停动作、排泥机动作、反冲洗动作、滤格(每组滤池由若干独立工作的滤格组成)进水阀门调节、滤格出水阀门调节等都会直接或间接地影响进水流量。
在诸因素中，由管网压力调度而进行的一泵房原水离心泵动作对滤池进水流量影响最大，能在几分钟后使所有滤格水位迅速变化，触发滤格水位控制系统动作，使各滤格出水阀门开度发生大幅变化，改变滤池滤速。使清水池进水流量明显变化，高峰流量约为低谷流量的三倍。另外，排泥机工作时需要从沉淀池抽走相当比例的水，且持续时间较长，滤池反冲洗泵工作时也从清水池进水管道抽走一定量水，且工作较为频繁，因此对清水池进水流量影响也较大。除以上因素外，由于单个滤格的出水流量占总滤后水流量比例不高，因此单个滤格的小辐阀门调节对清水池进水流量影响并不大。
3. 投加助滤剂。
加入助滤剂(大部分为聚合物)改变进入滤池之前的颗粒或滤料表面性质、电性与尺寸。改变滤料表面性质可提高颗粒向滤料迁移速度与粘附效率;改变进入滤池悬浮颗粒的表面性质与尺寸可提高颗粒的粘附效率。按照该机理形成的聚合物一颗粒絮体，使得颗粒迁移和粘附作用都得到加强。形成的絮体尺寸比较大，颗粒之间或颗粒与滤料之间结合紧密，可抵抗滤池对水流的剪切力，使滤池工作周期延长。投加助滤剂后，能有效地降低滤速突然变化引起的悬浮颗粒穿透程度，保障滤后水水质。
二、 水中出现嗅味问题
水中产生异味的主要物质是土臭素和二甲基异冰片，它们的分子量在1000左右属于半挥发性物质。从自来水的生产过程来看，产生嗅味的物质来源于三个过程:一是原水中本身含有某些产生嗅味的物质;二是原水经过水厂进行处理时，在处理过程中，投加的药剂以及同原水物质所反应后的物质带来的异嗅和异味;三是处理后的水在经过配水系统输送到用户过程中，在管网系统中引入的杂质产生的嗅味。从我国饮用水供水的实际情况来看，产生嗅味的物质主要来源于前两个过程。
1.在库区因藻类腐败产生。2.水中有机物、藻类含量较高，在氧化剂与水中有机物、藻类反应引起的异味。建议：
1. 当原水出现异味时，在取水口安装增氧机进行扬水暴气，处使嗅味物质的挥发。
2. 当预氧化剂与水中有机物、藻类反应产生异味时，在反应池末端投加粉末活性炭吸附产生异味的物质。
三、 出厂水‘红虫’问题
红虫主要种类是摇蚊虫、水蚤和水丝蚓。产生原因原水富氧化严重，进厂水含有活体及虫卵和在净水工艺中二次繁殖。建议：关于摇蚊虫在水厂防治的讨论
摇蚊虫在水厂各个工艺环节的管理上可能存在疏漏，主要有以下三个方面:
(1 ) 由于水厂大部分建筑物均为敞开式，在繁殖季节，若卫生工作跟不上，摇蚊有可能在沉淀池、滤池等有水建筑物池壁产卵。
(2) 摇蚊 卵粒长约300u m .卵径约100u m，卵块长约10-25mm，宽度大于5-10mm，刚孵出的幼虫，长度约600-700u m ,宽约100u m。而滤池滤头上的滤缝宽为0.1- 0.2m m，理论上红虫及卵块(很难有单个卵独立存在)是穿不过滤料层及滤头的。但随着使用期延长，某些滤池滤板等地方破损就可能导致刚孵出的幼小红虫或虫卵在滤池反冲洗时穿过滤池进入滤后水再流进清水池。
〔3) 水厂的清水池一般有透气孔、溢流孔，这些与外界相通的气孔若没管理好，很容易让摇蚊等昆虫侵入，使它们在清水池滋生繁殖。近年在某些水厂清水池己发现有摇蚊存在就是实例。事实上，北京，上海等地曾出现的自来水红虫问题，经当时专家研究证实，均为净水厂清水池、沉淀池、滤池等构筑物滋生摇蚊而导致的，而最根本原因是净水厂的水源水已严重污染.
水厂摇蚊的防治要采取多种措施，综合防治的方法。
（1）要以物理防治为主的方法，影响和干扰摇蚊正常的繁殖环境。利用灯光驱蚊的方法虽然能够起到一定的作用，但是还不够彻底。
（2）定期清洗清水池和天天清扫水池池壁、集水槽，保持水池的清洁，也能够起到抑制摇蚊栖息和产卵的效果。
(3)定期用高浓度的消毒液定期长时间浸泡运行的沉淀池、滤池（6小时以上解决池壁虫卵问题）及定期清洗反应池、沉淀池底部积泥防止摇蚊虫、水丝蚓在水厂的二次繁殖。
（4）在运行过程中尽量减少滞水区，防止摇蚊虫在滞水区产卵。
（5）恒水位过滤的滤池反冲洗时，应将滤池中的表层水排放，减少气反冲洗时在水中产生的红虫、小鱼碎片在过滤时带入清水池并适当延长反冲洗时间。
(6)还有的水厂利用水面喷雾和池中养鱼的方法也能起到控制红虫发生的目的，但是与此同时耍考虑成本和是否增加池中副产物。
水厂要在每年的红虫多发季节，密切注意红虫的数量变化，及时采取投加二氧化氯等措施来控制红虫，将红虫及时消灭，要根据水厂实际情况计算出投加二氧化氯的量，尽量不要多加，一方面减少成本，另一方面减少水中剩余副产物。
最后，要尝试用bti制剂来防治红虫的发生，虽然bti还没有真正的在生产bit得到应用，本试验尚未完成bti制剂在生产的应用，但是本试验已经提供了实验室小规模试验的效果和依据，距离生产的应用还有待于以后的研究者继续研究。
1. 强化预氧化工艺灭活活体，抑制卵在净水工艺中的繁殖。
2. 清洗、浸泡反应、沉淀池、滤池，破坏红虫在净水工艺中二次繁殖的条件。
3. 清洗清水池。
四、 消毒余量不足及消毒副产物超标问题
由于原水微污染严重，水中有机物、藻类含量很高，氧化需要大量消毒剂，不论单独投加任何一种消毒剂都会产生消毒副产物超标问题。目前多种消毒剂相结合使用的安全消毒方法备受青睐，不仅能保证消毒效果，同时又能够有效地控制DBPS的生成。常用的结合方法有臭氧一氯、臭氧一氯胺、二氧化氯一氯和二氧化氯一氯胺等技术，氯一氯胺联用是个比较符合实际的消毒方法。氯的消毒效果好，氯胺能有效地控制DBPs，两者联用可以相互取长补短，经济有效，技术成熟，操作简单，易于在水厂推广应用，目前在美国备受青睐。建议：根据需要组合投加预氧化剂和消毒剂。
例如：1.高锰酸钾＋二氧化氯＋氯气或氯胺（）
2.高锰酸钾＋二氧化氯（）
3.高锰酸钾＋二氧化氯＋氯气或氯胺（）
注：高锰酸钾与絮凝剂同时投入水中，两者之间发生反应，反而降低除异臭、异味和色度以及混凝的效果。
五、 取水口的保护及防护措施
藻类的垂直分布规律
湖库水体在水深方向上并非是均质的，在无风温和的气候条件下，光、温度、营养的垂直梯度分布提供了空间上的异质化。由于不同深度水层所接受的光照强度和水体热力学状态的显著差异，使得不同种类的藻类得以在各自的最适区域生长繁殖，从而使竞争降到最小。事实上藻类自身也存在“趋利性”的生理调节机能而强化垂直分层。例如，某些蓝藻在表层吸收营养后，可通过调节细胞内气液泡下降于下层水体并分解;悬浮藻体对阳光的吸收和散射，使光照强度随深度的增加而减弱的现象更加显著。以上这些因子促成了藻类具有连续性的垂直分布现象。
由于湖库型水体中，藻类群落在整个水体中的垂直分布存在差异。因此通过对原水取水口深度的选择，有可能实现最大限度减少取水中的藻类细胞数目，从而降低水厂处理工艺的负荷。

在取水口划定区域加强保护及管理。建议：1.划定区域在保护区域内禁止钓鱼、旅游等一切活动。2.在保护区内设置浮岛拦截表层水中藻类及吸收降解水中有机物。3.挖深引水渠道以减少表层水的取水量。4.在保护区内设置暴气增氧机以抑制藻类在保护区内增长及降低保护区内水中含氧量以减少超饱和含氧对混凝的影响。

有机高分子助凝剂在生产中的应用
顾正领周莹莹
(上海南市水厂)
摘要：有机高分子助凝剂技术在国内自来水行业应用不是很广泛，特别是在黄浦江原水中无使用先例，本文通过在黄浦江原水水质条件下，对有机高分子助凝剂在生产中应用的研究，优化其最佳加注点，考察其强化混凝、除浊等助凝沉淀提高水质效果以及对滤池的影响，并评价其经济效益．所得结果也对有效发挥高分子助凝荆的净水效能有重要意义．
关键词：有机高分子助凝剂助凝剂的加注点淀水浊度滤池经济效益
有机高分子聚合物聚丙烯酰胺作为助凝剂在国外的水处理领域应用较多，国内自来水较少使用。本试验通过在生产中对有机高分子助凝剂的净水特性进行研究，为其在生产中大规模正确、合理、有效使用积累经验。经过前期大量的实验室实验筛选，综合性价比等多方面考虑，本次生产性试验所采用的助凝剂是爱森絮凝剂有限公司生产的饮用水级阴离子有机高分子聚合物AN910PWG。
1 试验部分
1．1 生产性试验试验池的选定及投加流程
本次生产性试验选定在南市水厂南部的新高池及其后续滤池上进行，南部新高池沉淀池分为独立的两组，具有相同的水力条件，可作为试验的对照池。另外新高池的滤池性能较好，反冲洗也较为彻底。在试验前均进行了翻池大修，砂滤料级配符合要求。试验期间使用助凝剂成套加注设备，试验用助凝剂加注量极小，助凝剂工作液和稀释水混合后经过静态混合器进入管道，助凝剂工作液加注量由专门的流量仪计量，其加注量控制在O．10ppm--一0．15ppm，由变频投加泵最终分别投加到新高池
两个独立的反应池。
1．2助凝剂溶液的配制
粉状助凝剂不能直接投加，使用时必须先将它溶解于水，用其水溶液去处理原水。溶解粉状助凝剂的水应是常温自来水。水温低于5"C时溶解很慢，水温提高溶解速度加快，但40℃以上会使聚合物加快降解，影响使用效果。助凝剂工作液配制浓度一般为1g/L。溶解需搅拌2．0小时左右，搅拌器的转速在100rpm／min，其末端线速度不超过8m／s。聚合物颗粒充分溶解后，．最后成为比较透明、粘稠的溶液。
1．3助凝剂的加注点
合理的助凝剂加注点，一是能够使助凝剂均匀分布于水渠中：二是能促进其混和反应快速剧烈进行；三是从助凝剂的加注点到反应池花墙之间有一个合适的距离。
试验中当助凝剂的加注点在反应池中部转角处，观察矾花形成情况，在反应区就形成了较大的矾花，穿过花墙时则矾花松散变小；加注点在反应池2／3折板转角处，观察矾花形成情况，在反应区矾花逐渐形成，穿过花墙后矾花粗大密实；加注点在反应池后部时，观察矾花形成情况，则矾花颗粒明显形成较慢，穿过花墙时矾花还是比较细小，助凝剂得不到充分混合、反应。通过比较本次试验中的几个加注点，最后选择助凝剂加注点在反应池的2／3折板转角处。
2结果与讨论
2．1投加助凝剂和不投加助凝剂的沉淀水浊度比较
2．1．1不同原水浊度下投加助凝剂和不投加助凝剂的沉淀水浊度比较对比沉淀池出水浊度变化情况见下图所示：

由上图中可以清楚的看到，当原水浊度在50NTU以下的情况，投加助凝剂后沉淀水浊度降低显著，这主要是因为投加助凝剂后对固体颗粒产生极大的捕捉作用，原来细小的矾花变得粗大密实，大大提高了固液分离速度，强化沉淀效果，从而降低出水浊度。但在原水浊度较高70NTU．一80NTU的情况下，观察沉淀池的矾花形成情况，没有投加助凝剂的沉淀池中，混凝阶段就形成较好的絮体，矾花颗粒较大；投加助凝剂的沉淀池中，矾花形成颗粒粗大密实。由图中比较沉淀水出水浊度，投加助凝剂后的沉淀水浊度和没有投加助凝剂的沉淀水浊度相差不多，没有显著变化。
2．1．2高负荷条件下，投加助凝剂对沉淀水的影响
水量在7000 m3／h的高负荷时，在原水浊度基本保持不变的情况下，连续监测沉淀水浊度，比较投加助凝剂和不投加助凝剂的沉淀池出水浊度，见下图所示：

水量在8000 m3／h的高负荷时，在原水浊度基本保持不变的情况下，连续监测沉淀水浊度，比较投加助凝剂和不投加助凝剂的沉淀池出水浊度，见下图所示：

水量在8700 m3／h的高负荷时，在原水浊度基本保持不变的情况下，连续监测沉淀水浊度，比较投加助凝剂和不投加助凝剂的沉淀池出水浊度，见下图所示：

在水量大的情况下，不加助凝剂的沉淀池由于矾花轻细在其出口处容易出现跑矾花现象，沉淀池出水浊度较高而且不稳定；而在投加助凝剂的沉淀池由于矾花密实粗大，大大提高絮凝体与水分离速度，当水量大沉淀时间缩短时，其出口处也不会出现有矾花跑出，相比而言其出口处的沉淀水浊度就低些，出水浊度也很稳定。
通过以上高负荷条件下的沉淀水浊度比较可以明显的看出，投加助凝剂的沉淀池整体的除浊效果有很大程度的改善，出水浊度相对稳定。
2．1．3负荷突变条件下，投加助凝剂对沉淀水的影响
相同的原水条件下，投加助凝剂，在连续的一段时间内负荷突变监测沉淀水的出水浊度。水量5500m3／h运行3个小时，然后突然加大负荷到7000m3／h运行3个小时，再减小到5500m3／h运行3个小时，其沉淀水浊度如下图所示：

由上图可以看出，使用助凝剂后沉淀水出水浊度在负荷突然变化的情况下起伏不大，能够稳定出水水质的。
2．2水温对应用助凝剂的影响
在常规工艺生产过程中，低温水处理困难，因水温低时尽管增加投药量，絮凝体的形成也很缓慢而且结构松散、颗粒细小，这就导致浊度较高。在低温水时投加适量助凝剂后，加强了脱稳胶粒互相凝聚，加快固液分离，使得沉淀水出水浊度有所降低。通过本次试验可以看出，在源水水温较低时，应用助凝剂对沉淀池的浊度降低有着明显的效果。
水温对应用助凝剂后的浊度变化影响见下图：

由上图分析可知原水水温在5℃以下的低温时，投加助凝剂对沉淀水浊度的降低率很明显平均在20％左右。当原水水温在5"C至6．5"C时，投加助凝剂后的沉淀水浊度降低率平均在10％左右。由试验中的数据看来在水温特别低时，助凝剂的强化沉淀效果好一些。
2．3投加助凝剂对滤池的影响
2．3．1投加助凝剂对滤池滤速的影响

比较滤池的滤速情况可以发现，未加助凝剂时，滤池经16小时运行后，滤速下降6．5m／h左右，而且滤速下降较慢，运行比较平稳；投加助凝剂运行16小时后，滤速下降了9．Om／h左右，滤速的下降速度显著，特别在运行周期接近末尾时，滤速陡然下降，过滤水量大减：试验中根据运行情况缩短滤池的运行周期为12小时，在滤池运行周期12小时的运行中，滤速下降7．5lm／h至11．40m／h。通过试验结果说明在应用助凝剂的过程中，对整个滤池的影响还是很大的，使用时间越长影响越大。
2．3．2投加助凝剂对滤池过滤周期的影响
滤池在不投加助凝剂正常运行情况下，过滤周期是大约16个小时，在投加助凝剂生产试验过程中，水头损失增长很快，在运行到12小时以后滤水量降低，并且引起水头负增长。根据运行所出现的问题，及时对滤池的反冲洗周期进行调整，缩短为12小时。应用助凝剂后使滤池的过滤周期缩短了1／4左右。
2．3．3滤池含泥量的影响
砂层含泥量测定取样在滤池反冲后进行，在4＃滤池各取四个点表层20cm之内的砂，然后将其混合成测定砂样，测定结果对照情况以及滤池的技术参数见下表：

冲洗后滤层表面含泥量的评价表如下：

应用助凝剂以后，砂层的含泥量测定结果能令人满意，也就是助凝剂的使用对滤池含泥量影响不大。
2．4经济效益比较
在相同原水水质前提下，比较高分子助凝剂聚丙烯酰胺和混凝剂硫酸铝联用处理工艺与仅投加混凝剂硫酸铝工艺的药剂费用。

由上表中可以看出，在水量较大的情况下，平均可以节约混凝剂4mg／L水，助凝剂的投加量在0．1ppm左右。试验前期我们试验了不同的助凝剂投加量，当助凝剂投加量在O．15 ppm左右时，滤池在原有的运行周期下负荷太重已无法承受，有溢水现象发生。助凝剂投加量在O．1ppm左右运行的比较稳定。对投加助凝剂进行技术经济比较见下表所示：

由经济比较可知应用助凝剂在经济方面差别不大，主要是对水量较大时保证水质起到了一定的作用。
3 几点结论
经过大量的生产试验，我们对高分子助凝剂聚丙烯酰胺应用于黄浦江原水中的助凝效果有了一定了解和认识，积累了一些使用经验。概括生产试验结果，可以得到下述几点结论：
①高分子助凝剂在配制过程中要格外小心，充分溶解，保证其有很好的助凝效果；高分子助凝剂的配制浓度1．Og／l左右最佳。
②助凝剂的最佳加注点在反应池的2／3折板转角处。
③通过在常规的工艺中投加一定量的助凝剂——有机高分子聚合物，可以明显降低沉淀池出水浊度，一定程度上降低滤池出水浊度，提高水质。特别在高负荷条件下，投加助凝剂的沉淀池和滤池的出水浊度明显降低，而且出水浊度也比较稳定，从而确保出水水质。
④投加助凝剂后，在负荷突变时，也能保证出水水质的稳定，避免了水质事故。
⑤原水水温在5℃以下特别低时，投加助凝剂对沉淀池出水浊度降低率高达20％左右。、
⑥使用助凝剂将缩短滤池的过滤周期，正常的过滤周期是16小时，缩短后的过滤周期为12小时，过滤周期缩短了1／4左右。
⑦根据技术经济比较，助凝剂和硫酸铝联用可节约硫酸铝15％左右，总体价格差别不大。
从整个试验结果分析，硫酸铝混凝剂和高分子助凝剂聚丙烯酰胺联用处理黄浦江原水水质，能够强化混凝沉淀，稳定出水水质，有效的提高水厂的制水能力。特别在高负荷情况下能够确保出水水质，抗负荷突变能力也较强。
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ph值计算

PH值使用范围 3-7 有效物质含量 40%±0.5（％） 型号 阳离子型
本品为无色到淡黄色黏稠液体，易溶于水，属阳离子型高分子聚合物，为强阳离子聚电解质。本品对污水中的悬浮粒子具有很强的絮凝能力，对污泥有很强的脱水能力。

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