高效混凝剂的选择及优化应用

2、高效混凝剂的选择及优化 为了使混凝剂的选择优化更加科学、数据可靠、 不影响正常生产运行，我们制定了混凝剂选择优化的 程序，明确了目的和方法，同时也提出了基本要求。 混凝剂选择优化的程序 ： 实验室初步选择—→实验室细化选择—→生产性 试验选择—→实验室优化实验—→生产性优化试验及 应用。 2.1 实验室初步选择 目的 ：检验混凝剂样品是否符合国标或行业标准， 初步选择一批絮凝效果较好的样品。 方法 ：审验混凝剂涉水卫生许可证及相关检验报 告，对通过审验的样品进行有效成分含量、不溶物、 六价铬 、镉、砷、汞、铅等项目的化验分析，然后对 符合相关标准的样品，按 GB/T 16881-1997 进行水的 混凝、絮凝杯罐试验，初步选择一批混凝效果较好的 样品。 杯 罐 试 验 采 用 六 联 搅 拌 机， 混 凝 剂 配 制 浓 度 10%，为便于精确量取，杯罐试验时混凝剂再稀释为 1% 的浓度投加，快速 120 转 /min 搅拌时间 1 分钟，慢速 40 转 /min 搅拌时间 15 分钟，沉淀 15 分钟后在烧杯 1/2 处取水化验，测定浊度、色度、pH 值，并根据试 验过程中矾花形成的快慢大小和密实度、矾花沉淀速 度等综合判定絮凝效果。 我公司采集了多个厂家共 20 个混凝剂样品，其 中聚合氯化铝固体样品 9 个、聚合氯化铝液体样品 4 个、聚合氯化铝铁固体样品 7 个。通过实验室初步选择， 选出了 6 个絮凝效果较好的样品，其中聚合氯化铝铁 固体样品 2 个、聚合氯化铝固体样品 4 个。 2.2 实验室细化选择 目的 ：从初选出的 6 个混凝剂样品中选择出 3 个 比较好的样品。判别依据是絮凝效果好，沉淀速度快，
16 聚铝 4
8 快、大 快 1.2 0.7 7.92 8.00 0.132 <0.0012 <0.0002 <0.0022 0.007 <0.0025
17 聚铝铁 1 8 快、大 快 1.2 0.4 7.92 7.99 0.104 <0.0012 <0.0002 <0.0022 0.004 <0.0025
0.6
2.3
0.4
2.0
0.4
2.2
0.4
1.8
0.3
1.2
0.3
pH（6.5~8.5）
滤前
滤后
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
时间：2011.07.21～27；原水浊度：9.8～14.7NTU；水温：28℃；pH：8.00；CODMn：2.8mg/L；氨氮：0.35mg/L
9 聚铝 3
6 快、大 快 1.2 0.6 7.90 8.04 0.047 <0.0012 <0.0002 <0.0022 0.008 <0.0025
10 聚铝 4
6 快、大 快 1.6 0.7 7.88 8.01 0.134
0.0014 <0.0002 <0.0023 0.008 <0.0025
11 聚铝铁 1 6 慢、大 慢 2.2 0.5 7.80 8.01 0.117 <0.0012 <0.0002 <0.0018 0.005 <0.0025
表4
助凝剂复合投加试验汇总表
序号
助凝剂投加 混凝剂投加
顺序
量（mg/L）
1:1
2:1
滤前浊度（NTU）
聚铝 ：硅酸
3:1
4:1
5:1
1
先加硅酸
5 6
2.6
1.2
1.0
1.1
1.3
2.5
1.1
0.8
1.1
1.3
2
同时加硅酸
5 6
2.6
1.2
0.9
1.1
1.3
2.6
1.1
1.0
1.2
1.4
3
混合加
5 6
20 城镇供水 NO.6 2012
·水处理技术与设备·
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
表1
实验室细化选择实验结果汇总表
序 号
混凝剂 样品名称
混凝剂 矾 花 形 投加量 成 速 度 （mg/L） 和状态
沉淀 速度
浊度（NTU） pH（6.5~8.5） 滤前 滤后 滤前 滤后 铝
≤ 0.2mg/L
城镇供水 NO.6 2012 21
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表2
一水厂生产性实验结果汇总表
序号
1 2 3 4 5 6
混凝剂 名称
聚铝 1 聚铝 2 聚铝 3 聚铝 1 聚铝 2 聚铝 3
混凝剂 投加量 （mg/L）
8 8 8 10 10 10
矾花形成速 度和状态
滤后水
砷
汞
镉
六价铬 铅
≤ 0.01mg/L ≤ 0.001mg/L ≤ 0.005mg/L ≤ 0.05mg/L ≤ 0.01mg/L
1 聚铝 1
5 快、大 快 1.4 0.5 8.01 8.00 0.105 <0.0012 <0.0002 <0.0020 0.004 <0.0025
2 聚铝 2
5 快、大 快 1.4 0.5 8.00 8.00 0.130 <0.0012 <0.0002 <0.0021 0.004 <0.0025
14 聚铝 2
8 快、大 快 1.1 0.3 7.92 8.04 0.113 <0.0012 <0.0002 <0.0021 0.005 <0.0025
15 聚铝 3
8 快、大 快 1.0 0.3 7.91 8.01 0.084 <0.0012 <0.0002 <0.0022 0.004 <0.0025
3 聚铝 3
5 快、大 快 1.4 0.3 8.01 8.00 0.089 <0.0012 <0.0002 <0.0020 0.004 <0.0025
4 聚铝 4
5 慢、小 慢 1.5 0.4 8.02 7.99 0.138 <0.0012 <0.0002 <0.0025 0.005 <0.0025
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高效混凝剂的选择及优化应用
杜海宽 李学进 李红燕
（开封市供水总公司，河南开封 475002）
摘要：本文介绍了混凝剂的优化选择过程、优化方法及生产实践经验供同行参考。 关键词：混凝剂 杯罐试验 生产试验
1、我公司地表水源概况及混凝剂应用情况 开封市供水总公司共有三个水厂，其中三水厂的 部分水源及一水厂的全部水源为黄河水，占开封市饮 用水水源 90% 以上。开封市黄河水水源地为两个以 沉砂为主、调节为辅的蓄水池黑池、柳池，总水域面 积 7770 亩、可调有效库容为 530 万 m3。黄河水由黑 岗口五孔闸引入黑池沉淀，经过 3.5km 连接明渠流入 柳池，一水厂的原水通过 10km 暗渠自流进入水厂， 三水厂的原水通过泵站加压经 9.7km 的 DN1200 管道 进入水厂。一水厂及三水厂的水处理工艺均为混凝、 沉淀、过滤、消毒常规处理工艺。 黑柳池原水水质受外在环境因素的影响。春夏 秋 三 季 平 均 度 浊 5 ～ 15NTU，CODMn2.7 ～ 3.2mg/L， 氨氮 0.2 ～ 0.4 mg/L, 雨季时浊度最高 50NTU、氨氮 达 0.5 mg/L，初春秋末水温 5℃以上，夏季水温高达 29℃，藻类最高时 3000 万个 /L，藻类春秋季以硅藻 为主，夏季以绿蓝藻为主 ；冬季水温低于 5℃，浊度 3 ～ 5NTU，CODMn2.2 ～ 2.8mg/L，氨氮 0.2~0.27 mg/L， 藻类很少。 2000 ～ 2010 年，一水厂和三水厂均使用液体聚 合硅酸铝（MEP）作为混凝剂。2007 年前，国家新的《生 活饮用水卫生标准》GB5749-2006 尚未执行，使用混 凝剂 MEP 出厂水浊度可满足老国标水质标准，但由 于 GB5749-85 老国标没有水质指标铝，没有检测过出 厂水残余铝项目。执行新国标 GB5749-2006 以后，要 满足管网末梢龙头水浊度不超过 1.0NTU，必须控制 出厂水浊度在 0.5NTU 以下，混凝剂 MEP 投加量需提 高，然而提高 MEP 投加量时，滤后水的残余铝超过 新国标要求的标准 0.2mg/L，当降低混凝剂 MEP 投加 量时残余铝 0.13~0.18mg/L，虽不超标，但絮凝效果差， 出厂水浊度超标。因此，必须优化选择高效的混凝剂， 强化絮凝效果、全面提高水质。
7 聚铝 1
6 快、大 快 1.3 0.5 7.88 8.05 0.069 <0.0012 <0.0002 <0.0025 0.007 <0.0025
8 聚铝 2
6 快、大 快 1.7 0.5 7.87 8.04 0.132 <0.0012 <0.0002 <0.0025 0.008 <0.0025
方法 ：实验室模拟常规工艺进行对比试验。以杯 罐试验模拟絮凝沉淀过程 ；利用高度为 450mm 直径 65mm 筒形分液漏斗，内装 400mm 深的滤料层模拟滤 池，滤速通过下端的出水旋塞控制，初滤水再重复过 滤，每个样品水过滤后利用纯净水对滤料进行两遍冲 洗并排空。要求对每个样品水过滤的控制条件要相同， 如滤速、初滤水量、滤料层上淹没水深、冲洗水量和 冲洗强度、排空状态等。
进混凝剂各 10 吨，并对该批次产品进行取样检验和 实验室杯罐试验，确认产品与样品无异后，对三种产 品进行生产性试验。
一水厂采用机械搅拌对混凝剂进行溶解，溶解后 药液浓度为 10%，直接输入溶液池进行投加 ；三水 厂采用空气搅拌对混凝剂进行溶解，溶解后药液浓度 20%，然后输入到溶液池再稀释成 10% 的药液进行投 加。经过多日的生产性试验，结果详见生产性试验结 果汇总表 2、3。
快、大 快、大 快、大 快、大 快、大 快、大
沉淀速度
快、少量跑矾花 快 快
快、跑矾花 快 快
浊度（NTU）
滤前
滤后
1.8
0.3
1.7
0.2
1.2
0.2
1.5
0.3
1.3
0.2
1.0
0.2
pH（6.5~8.5）
滤前
滤后
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
7.9
8.0
时间：2011.06.20～30；原水浊度：4.8～6.0NTU；水温：28℃；pH：8.00；CODMn：2.7mg/L；氨氮：0.30mg/L
表3
三水厂生产性实验结果汇总表
Βιβλιοθήκη Baidu
序号
1 2 3 4 5 6
混凝剂 名称
聚铝 1 聚铝 2 聚铝 3 聚铝 1 聚铝 2 聚铝 3
混凝剂 投加量 矾花形成速 （mg/L） 度和状态
沉淀速度
8
快、大 快、少量跑矾花
8
快、大
快
8
快、大
快
10
快、大
快、跑矾花
10
快、大
快
10
快、大
快
浊度（NTU）
滤前
滤后
2.8
试验结果表明，聚铝 3、聚铝 2 两种产品对原水 都有较好的处理效果，与实验室细化选择实验结果 相似。
2.4 实验室优化实验 目的 ：针对原水低浊高藻以及冬季的低温低浊的 实际情况，为进一步提高絮凝效果、降低成本、改善 水质，对选择出的混凝剂进行复合性药剂投加试验。 方法：先将水玻璃用硫酸进行活化，并稀释成 1% 活化硅酸溶液作为助凝剂。用效果较好的聚铝 3 混凝
结果见实验室细化选择实验结果汇总表 1。根据 实验结果选择出聚铝 1、聚铝 2、聚铝 3 三个效果比 较好的混凝剂样品。
2.3 生产性试验选择 目的 ：消除实验室与实际生产条件不同产生的选 择误差，对实验室细化选择出的三种产品进行生产性 试验，选出 1 ～ 2 个适合原水水质的产品。 方法 ：对应聚铝 1、聚铝 2、聚铝 3 样品分别购
2.9
2.0
2.0
18 聚铝铁 2 8 快、大 快 1.3 0.5 7.92 7.99 0.126 <0.0012 <0.0002 <0.0020 0.005 <0.0025
时间：2011.06.09～10 原水浊度：5.2NTU 水温：28.5℃ pH：8.15 CODMn：2.8mg/L 氨氮：0.35mg/L
沉淀后残余浊度低，滤后水残余铝、六价铬 、镉、砷、 汞、铅等低。
5 聚铝铁 1 5 慢、大 慢 2.2 0.5 8.00 7.98 0.143 <0.0012 <0.0002 <0.0024 0.005 <0.0025
6 聚铝铁 2 5 慢、小 慢 2.7 0.5 8.00 8.00 0.181 <0.0012 <0.0002 <0.0025 0.005 <0.0025
12 聚铝铁 2 6 慢、小 慢 2.6 0.6 7.89 7.99 0.155 <0.0012 <0.0002 <0.0022 0.006 <0.0025
13 聚铝 1
8 快、大 快 1.0 0.4 7.94 8.00 0.095 <0.0012 <0.0002 <0.0021 0.005 <0.0025