水的预处理

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1、水的预处理及当 前存 在的几个问 题的探讨v v 第一节 水的预处理v 水的预处理的工艺流程通常为：原水 混凝沉淀澄清过滤。天然水体中常含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体 杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物 ，它们在水中具有一定的稳定性，是造成 水体混浊、颜色和异味的主要原因。混凝 处理、沉降澄清和过滤处理，就是以除去 这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含 量降至5mg/L以下，即得到澄清水。这称为水的预处理。 v经过预处理后的水，再用离子交换的方法 除去水中溶解性的盐类及用加热或抽真空 或鼓风的方法除去水中溶解性的气体，方 可作为锅炉用水。如不首先除去这些杂质 ，后续处理（除盐）将无法进

2、行。因此， 水的混凝处理是水处理工艺流程中的一个 重要环节。v一、水的混凝处理v 在水的预处理中，从原水投加混凝剂开始， 到产生大颗粒的絮凝物为止，整个过程叫混凝处 理过程。它包括两个阶段：首先是胶体颗粒脱稳 ，它是指水中胶体颗粒的双电层被压缩或电性中 和而失去稳定性的过程，即在瞬间内将混凝剂与 水快速均匀混合并产生一系列化学反应，这一过 程所需要的时间很短，一般可在1030秒内完成 ，最多不超过2分钟；第二个阶段是絮凝，它是 指脱稳后的胶体颗粒聚合成大颗粒絮凝物的过程 ，这一过程需要一定的聚合时间。v 混凝处理的目的是除去水中的悬浮物，同时使水中胶体、硅化合物及有机物有 所降低，所以常以出水

3、浊度评价混凝处理 的效果。混凝处理的效果受到许多因素的 影响。v1、水温v 水温对混凝处理效果有明显影响，低温水是水处理中的一个较难解决的问题。 高价金属盐类的混凝剂 ，其水解反应是吸 热反应，水温低时，混凝剂水解更加困难 ，特别是水温低于5时，水解速率极其缓慢，所形成的絮凝物结构疏松，含水量多 ，颗粒细小. v水温低时，水的粘度大，水流的剪切力大 ，使絮凝物不易长大，已长大的絮凝物也 可能被水切碎；水温低时，胶体颗粒的溶 剂化作用增强，形成絮凝物的时间长，沉 降速度慢。用铝盐作混凝剂时，水温为 2530比较适宜。铁盐受温度的影响较小。v2、水的PH值v 以铝盐为例，水中铝盐的水解过程是 一个

4、不断放出H+的过程。因此，在不同的 PH值条件下，将有不同的水解中间产物。 用铝盐作混凝剂时，混凝处理的最佳PH值 一般在6.57.5之间。此时混凝效果较高。 另外，PH对水中有机物的形态也有一定的 影响。当PH值较低时，有机物如腐殖质为 带负电荷的腐殖酸，容易通过混凝处理除 去；当PH较高时，成为溶解性的腐殖酸盐 ，除去效果较差。v尽管水的PH值对混凝处理效果影响较大，但在天然水体的混凝处理中，却很少有投 加碱性药剂或酸性药剂来调节PH值的。这 一方面是因为天然水体比较接近最优PH值；另一方面水中投加药剂后又增加了其它 物质的含量，给后续处理带来不必要的麻 烦。v3.混凝剂的用量v当混凝剂加

5、入量不足时，出水中剩余浊度较 大；当加入量过大时，由于水中的胶体颗粒 吸附了过量的混凝剂，引起胶体颗粒电荷性 改变，导致出水中的剩余浊度重新增加。因 此，只有当混凝剂的加入量适当时，才可产 生快速凝聚，使出水剩余浊度急剧降低。 v 由于混凝过程并不是一种单纯的化学反应， 因此所需的加药量不能根据计算来确定，而 应根据具体的水质来确定最适宜的加药量； 当水质发生季节性变化时，应相应地调整加 药量。一般来说，水中的悬浮物和胶体物含 量愈高，所需混凝剂量就愈大；但有时水中 有机物较多及色度较大时，虽然悬浮物等含 量较少，所需的混凝剂量却反而较大。 v4.接触介质v在进行混凝处理或其它沉淀处理时，如果

6、 在水中保持有一定数量的泥渣层，可明显 提高混凝处理的效果。这个泥渣层就是前 期混凝处理过程中生成的絮凝物，它可提 供巨大的表面积，通过吸附、催化及结晶 核心等作用，提高混凝处理的效果。所以 在目前设计的混凝沉降处理设备中，都设 计了泥渣层。比如我们的澄清池。v5.水和混凝剂的混合速度v通常混合时的流速应大于1.5m/s，混合时 间一般不大于2分钟。v水的混凝处理中常用的混凝剂一般为铝盐 和铁盐。我们现在采用的是液体复合聚铝 或固体聚合氯化铝。它们具有以下优点： 投药量少；形成絮凝物的速度快，而且密 实易沉降；适用范围广，对低浊度水、高 浊度水、低温水及高色度水均有较好的效 果；腐蚀性小，即使

7、过量投加也不会使水 质恶化。v 我们的原水浊度低有机物含量较高，预处理系统中又没有活性碳过滤器等除去 有机物的装置，因此在平时的混凝剂加入 量调整时，不仅要考虑到出水的浊度，还 要考滤到出水中有机物含量及色度。当原 水水质恶化，发绿发臭，澄清池出水色度 较高时，应适当加大混凝剂的加入量，以 避免过多的有机物等进入离子交换器，污 染树脂，降低树脂的交换容量，甚至影响 除盐系统的出水水质。v二.水的沉淀、沉降和澄清处理v向水中投加一种化学药剂，使该药剂与水 中的结垢性离子进行化学反应，生成难溶 的化合物，从水中沉淀析出的过程称为水 的沉淀。例如，向水中投加石灰，生成难 溶的碳酸钙从水中析出。目前由

8、于离子交 换水处理和膜分离等技术的发展，水的沉 淀处理已很少使用。v水中悬浮颗粒在重力的作用下，从水中分 离出来的过程称为水的沉降。v混凝和沉降在同一个设备中完成，那么这 种设备称为澄清池，这种处理工艺就是常 说的水的澄清处理。澄清处理的技术特点 是在池内维持一定量的悬浮泥渣层，与加 了混凝剂的原水一起进行混合、反应和沉 降过程，从而获得较为理想的处理效果。v我们单位现在使用的是水力循环澄清池。v水力循环澄清池是一种泥渣循环型澄清池 ，泥渣循环的动力是靠进水本身的动能， 所以它的池内没有转动部件。它结构简单 ，运行管理方便、成本低，适宜处理水量 为50400m3/h，进水悬浮物含量小于 200

9、0mg/L，高度上很适宜与无阀滤池相配套。我们单位的澄清池设计处理水量为 160 m3/h。实际运行达不到这个设计能力。v水力循环澄池主要由进水混合室（喷嘴、 喉管）、第一反应室、箱二反应室、分离 室、排泥系统、出水系统等部分组成。原 水由池底进入，经喷嘴高速喷入喉管内， 此时在喉管下部喇叭口处造成一个负压区 ，使高速水流将数倍于进水量的泥渣吸入 混合室。水、混凝剂和回流的泥渣在混合 室和喉管内快速、充分混合与反应。 v混合后的水流程为：第一反应室第二反 应室分离室集水系统。水在进入第一 反应室到流出第二反应室的过程中，由于 沿程 的过水断面是逐渐扩大的，因而流速 逐渐降低，有利于凝絮的长大。

10、水进入分 离室后，由于流速大为下降，泥渣在重力 作用下与水分离，从分离室沉下来的泥渣 大部分回流再循环，少部分泥渣进入泥渣 浓缩室浓缩后排出池外或由池底排出池外 。v澄清池的运行管理：v1.初次投运v澄清池在投运前，应先进行混凝模拟试验 ，确定最佳混凝剂和最佳混凝剂量，并检 查各部件是否正常。v（1）.尽快形成所需泥渣浓度。这时可使 进水量为设计出水量的（1/22/3），并增 加混凝剂量（一般为正常加药量的12倍 ），减少第一反应室的提升水量。v（2）.在泥渣形成过程中，逐步提高泥渣回流量。加强搅拌措施，并经常取水样测 定泥渣的沉降比。若第一反应室和池底部 的泥渣浓度开始逐步提高，则表明泥渣层

11、 在23小时后即可形成。若发现泥渣比较松散，絮凝体较小或原水水温和浊度较低 ，可适当投加粘土促使泥渣尽快形成。v（3）、当泥渣形成以后，出水残留浊度 应达到设计要求。如残留浊度小于520度，这时可适当减少混凝剂投加量，一直到 正常加药量，然后再逐步增大进水量，直 到设计值 。v（4）.当泥渣面达到规定高度时，应开始排泥，使泥渣层高度稳定。v2.停运后的重新投运v澄清池在3小时以内的短期停运，无需采取任何措施，或只是经常搅动一下，以免 泥渣被压实。如停运时间较长，则会发生 泥渣被压实和腐败现象，在此种情况下投 运时，应该先将池底泥渣排出一些，然后 采用增大混凝剂加入量和小进水量的方式 运行，等出

12、水水质稳定后，逐渐调整至正 常状态。如停用时间过长，则应将池内泥 渣排空。v3.运行中的故障处理v（1）.当清水区出现细小絮凝体、出水水质浑浊、第一反应室絮凝体细小、反应室 泥渣浓度变小时，都可能是由于加药量不 足或原水碱度（浊度）不足造成的，应随 时调整加药量或投加助凝剂。v（2）.当分离室泥渣层逐渐上升、出水水质变坏、反应室泥渣浓度增高，都可能是 由于排泥量不足，应缩短排泥周期，加大 排泥量。v(3). 清水区出现絮凝体明显上升，甚至出现翻池现象，可能有以下几种原因：日光 强烈照晒，造成池水对流；进水量超过设 计值或配水不均造成短流；投药中断或排 泥不适；进水温度突然上升。这时应根据 原因

13、进行调整。v4.运行中的注意点v（1）泥渣循环量或悬浮泥渣层厚度是影响其效果的一个重要因素。水力循环澄清 池可通过调节喷嘴与喉管间的距离来调节 泥渣的循环量。但是，循环量多大为最优 不能估算，在各种不同条件下此最优量不 一样。因此，它应通过调试或运行经验来 确定。v（2）澄清池的出力应稳定，当需要变动时应逐渐进行。如出力剧增，则会破坏悬 浮泥渣层和排泥系统的动态平衡，以致影 响到出水水质。v(3) 出水水质的监督项目主要是浊度。原水水质恶化的情况下还有色度、有机物等 。v（三）、水的过滤处理v 水经过澄清处理后，还不能直接送入后续的除盐系统，还要求进一步降低浊度。进 一步降低浊度的方法之一就是

14、过滤。水通过 多孔材料层除去悬浮物的过程，称为过滤。 石英砂是最常用的料状过滤材料。装填粒状 滤料的钢筋混凝土构筑物称为滤池。装填粒 状滤料的钢制设备称为过滤器，运行时相对 压力大于零的过滤器又称机械过滤器。 v过滤不仅可以降低水的浊度，而且随浊度 的降低可同时除去水中的有机物，细菌甚 至病毒。过滤和反洗是过滤设备的两个最 基本的操作。过滤设备的运行实际上是“过 滤反洗过滤反洗”的周而复始的过程。v我们单位现在使用的过滤设备为重力式无 阀滤池和机械过滤器。因为这两种过滤设 备操作比较简单，不多做介绍。第二节 关于再生酸碱 耗 的几个问题v 经过去年及今年上半年的努力，化水 的酸碱耗已经有了很大

15、幅度的下降，已 经达到了比较低的消耗水平。其中酸耗 已经在理论值的低消耗区，碱耗因为阴 床树脂已到使用年限，污染比较严重， 因而碱耗稍高，但也在正常范围内。在 接下来的时间里，我们要怎样努力，保 持甚至降低现在的低消耗水平呢？v一、从预处理环节入手。v 加强预处理运行的管理。在保证清水供应的前提下，进一步降低清水的浊度。 在水质恶化的情况下，不仅要保证清水的 浊度，还要尽可能的除去水中的有机物等.v特别是在现在阴床树脂已使用12年多，已 到使用年限，树脂污染比较严重、阴床出 水硅比较高的情况下，要避免过多的有机 物等进入离子交换器，避免更严重的污染 树脂，降低树脂的交换容量，甚至影响除 盐系统

16、的出水水质。v二、从再生方式入手。v（一）、在前一阶段降低清水浊度的基 础上，我们延长了阳床的大反洗周期及 阴床的失效周期。现在阳床为10个周期 一次大反洗，阴床为13000吨制水量失 效大反洗。因此到大反洗时，树脂压实 比较厉害，因此需要加强大反洗的强度 。前两天2#阴床再生时发现底部树脂结 块较严重，反洗流量一度达到80吨才使 树脂有所松动，结块散开。 v因此要求在平时的大反洗操作中一定要 严密监视，反洗要彻底，才可避免树脂 的结块等。如在反洗过程中发现树脂结 块上升，可关闭大反洗进水阀，打开下 部排水阀，待排出一定量水后，再开启 大反洗进水阀，如此反复进行，使树脂 翻动松散后，再进行彻底的大反洗。 v（二）、根据反洗时交换器出水水质来调整反 洗时间。现在做再生时大反洗