旋转格网助凝及壳聚糖助滤强化低温低浊水处理研究

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在我国北方地区,冬季很多水厂都面临低温低浊水难于处理的问题,为使出水水质达标,水厂往往大量地投加混凝剂,这不仅提高了水处理成本,还增加了水中余铝超标的风险,同时还会消耗水中大量的碱度,导致出厂水pH值降低,加重了城市管网的腐蚀。为解决这一问题,通过对现有水厂进行改造以强化处理效果是最现实的做法,因此开发简单实用,易于在水厂改造中实施的技术变得日益迫切。  本研究提出了两种强化低温低浊水处理的方法:在机械絮凝池搅拌桨上增加格网和投加壳聚糖直接过滤。在搅拌桨上增加格网的方法针对传统搅拌桨搅拌不均匀的情况,能使能量更均匀地分布到水中。壳聚糖是一种高电荷密度的电解质,投加壳聚糖过滤可以提高过滤效果并减少主絮凝剂的投加量。  首先进行了旋转格网强化混凝的小试实验研究。结果表明在搅拌桨上增加格网能明显提高混凝效果,5-8mm的格网有最佳的强化混凝效果。适当降低转速不会对旋转格网强化混凝的效果产生明显影响。水温低时旋转格网强化混凝的效果更加明显。在搅拌桨上增加格网絮凝后水中2-25μm范围颗粒数量趋向于减少,使用3mm、5mm和8mm格网搅拌桨沉后水中颗粒数量明显少于不加网沉后水中颗粒数量。  在哈尔滨磨盘山净水厂应用旋转格网技术进行改造并进行了生产性实验。实验结果表明:增加格网处理单元在投药量为65-70mg/L时处理效果就达到或超过未增加格网处理单元在投药量为80mg/L的处理效果。在运行的前五个月里平均节省混凝剂19.6%,节省药剂成本30.2万元;并且通过控制搅拌桨转速,实现了搅拌电机功率的降低。  磨盘山净水厂一年中有超过一半的时间浊度低于1NTU,这种水质很适合使用直接过滤工艺处理,因此我们进行了投加壳聚糖直接过滤处理磨盘山低温低浊水的研究。结果表明,投量为4mg/L时壳聚糖具有最佳的助滤效果,出水浊度可由0.4NTU降低至0.15NTU。不同的微絮凝条件对壳聚糖强化过滤效果影响很小,对聚合铝强化过滤效果影响大。温度对壳聚糖强化过滤效果有明显影响,在原水温度为6℃时过滤效果优于在18℃时的过滤效果。投加壳聚糖过滤过程中水头损失增加较慢,但是投加聚合铝过滤时,水头损失增加很快。在投量相同的情况下,壳聚糖提高Zeta电位的能力是聚合铝的4.5倍。壳聚糖强化过滤的原理主要为电中和和压缩双电层,提高水中颗粒表面的Zeta电位,对粒度影响很小;聚合铝在提高水中颗粒表面的Zeta电位的同时能大幅增加水中2-5μm和15-56μm范围内的颗粒数量。
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