颗粒物计数仪在给水处理工艺中的应用

颗粒物计数仪在给水处理工艺中的应用

北京市自来水集团公司第九水厂崔红梅张素霞陈克诚周大农

北京格维恩科技有限公司陈勇生

1.概述

本文着重介绍颗粒物计数仪首次在北京水司第九水厂水处理工艺中的应用，其中包括沉淀池效果的监控、混凝剂用量的优化、滤池操作和维护的优化、滤池过滤效率的评估、定量检测出水中颗粒物的数目，为控制有害病原体提供更多的信息等。该颗粒物计数仪的实验应用成果为第九水厂工艺调整提供了科学的依据，获得了很大的社会效益和经济效益。

2. 设备及测试原理

2. 1 设备的主要参数及安装、运行要求

通过广泛调研后，选取了国际上广泛使用的美国IBR公司生产的激光在线颗粒物计数仪。其采用高分辨率的激光二极管作为检测器，量程可达18,000个/毫升，仪器内部供电电压为12－14VDC，测量范围为2－400微米，输入信号为2－40mA模拟信号，输出信号为RS－232通信协议、RS －485通信协议或2－40mA模拟信号，可同时测定出8个粒度范围的颗粒物分布。

在安装粒度仪堰管系统时，要保证水管不发生扭结及从乱。任何大于2psi的水线压力都会使堰管将水分流通过堰管顶部溢漏，这种溢漏是必要的，这样可以保证稳定的水流，但应防止堰管过多溢水。运行过程中，粒度仪机体内的干燥剂需要进行定期的再生以恢复其去湿性能，当机体内的相对湿度达到30％时，干燥剂就需要进行再生了。由于被测水质不纯净的

原因，滤杯需要根据水质的情况进行定期的检查及清洗。

2. 2 测试原理

颗粒物计数仪使用精确的激光二极管光源，形成一束非常狭小又非常明亮的激光，其与被检测的液体流向垂直。入射光束由于被液体中的粒子阻挡而减弱。这种瞬时的光强变化引起光电二极管接收电压信号的变化，该变化与粒子通过光束时的截面积成正比。每一个粒子通过光束时引起一个电压脉冲信号，脉冲信号的多少反映了粒子的数量。不同粒径的颗粒物数目由不同的测量频道获得。与在线浊度仪不同，在线颗粒物计数仪具有无滞后性和高精确性，其测定结果直接反映了工艺出水中颗粒物的物理参数，即颗粒物的总量（个/毫升）和粒径分布，而在线浊度仪的测试原理决定了它所测试的水样是滞后于工艺出水的，且浊度值主要能反映小于1μm 的颗粒含量，对于大于1μm的颗粒检测精度显著下降。

3. 应用与讨论

3. 1 沉淀池效果的监控

被测试水厂采用侧向流大波形斜板沉淀池。在运行过程中，其沉淀效果波动较大，由此加重了后续工艺过程中滤池的负担，滤池过滤周期缩短。同时，还使滤池反洗频率和反洗用水量均大大增加。为了找出产生该结果的原因，我们在沉淀池的上部出水和下部出水各安装了一台在线颗粒物计数仪。其安装示意图如图 1。

图 1 颗粒物计数仪测定沉淀池效果示意图

根据图 1的设计，对沉淀池测试的结果见图 2。比较图中不同水样的粒度分布可以看出：颗粒物的粒度在不同粒径上的分布是沉淀池上部出水明显高于沉淀池下部出水。但是，同期烧杯实验的结果（加入10mg/L 混凝剂）没有发现上述现象。这说明沉淀池中絮体的沉淀效果不佳或斜板间被污泥堵塞。通过加强沉淀池清洗，其出水有了明显改善。

图2 加入10 mg/L PAC 时，颗粒物在沉淀池中的分布

2000

4000

6000

8000

1000012000

2 μ

m 3 μm 5 μm 7 μm 10 μm 15 μm 20 μm 25 μm

粒径颗粒物的量（个/毫升）