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摘 要：主要介绍了焦家金矿井下水处理工程运行以来由于进水浊度过高引发的相关问题，确定增加预处理系统；通过实验分析，结合水质情况，进行预处理系统工艺选择及设计。
关键词：预处理；高浊度；絮凝沉淀；多介质过滤；工艺
焦家金矿井下水处理工程针对望儿山井下水氯盐含量高、总硬度高等特点进行研究建设，该系统主要由外置柱式超滤（UF）系统、反渗透（RO）系统组成。日产净水量可达到1800m?。自运行以来，产品水水质良好，各主要指标均达到国家生活饮用水水质标准。主要供给矿区日常洗浴、锅炉及空压机用水，并计划逐步替代自来水对全矿区生产、生活用水供应。为井下水在矿区内部循环利用与资源化，增加矿区可用水量开辟了一条新途径，是我矿节能降耗的又一重大举措。
一、存在的问题及增加预处理系统的必要性
（一）存在问题。运行以来，系统前端自清洗过滤器频繁堵塞，一般一周左右需要停机清洗，影响正常供水。UF系统产水量不断下降，运行三个月后，两台系统产水量不足80m?/h，比初始值下降20%左右，超滤膜出现堵塞，进行停机维护。
（二）原因分析：选取不同时段，不同位置取水下2.5m处水样进行浊度检测，原水经前期水池沉淀后，仍然存在大量杂质，造成系统进水浊度过高（浊度值达到8—18NTU之间），超出允许值。
（三）增加预处理系统必要性：1、进水浊度过高，自清洗过滤器堵塞需停机清洗，花费人机成本高，且影响正常供水；长期过滤高浊度原水，超滤膜易污堵，若在此状态下设备长时间运行，将会导致污堵无法通过化学清洗恢复膜通量，造成超滤膜的损坏；2、水池各液位浊度变化不大，采用抬高供水位置方法无法取得较好的效果。
综上分析，系统前端需要增加可靠的预处理系统，避免高浊度原水直接进入超滤系统。
二、预处理系统工艺选择设计
经过现场分析，确认污染物质主要为胶体杂质，必须投加药剂使其脱稳，才能沉淀下来。采用水处理常规工艺混凝沉淀+过滤作为预处理系统。
（一）药剂实验研究
1、实验药品种类及配比。30%聚合氯化铝（PAC），称重2.5g，加入250mL水，配成1%药液待用；26%聚合氯化铝，称重2.5g，加入250mL水，配成1%药液待用；聚合硫酸铁（FPS） ，称重2.5g，加入250mL水，配成1%药液待用；2000万分子量聚丙烯酰胺（PAM），称重0.5g，加入500mL水，配成0.1%药液待用。
2、实验步骤及数据。原水浊度测试6次，分别为9.45NTU、12.15NTU、14NTU、9.85NTU、12.43NTU、8.95NTU。
A）取1升原水，投加6mLFPS（60mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为28NTU；再投加2mLPAM（2mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为7.91NTU；再静止30分钟，测试浊度为5.66NTU。沉淀后烧杯中水颜色发黄。
B）取1升原水，投加2mLPAM（2mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为10.08NTU；再静止60分钟，测试浊度为8.83NTU。
C）取1升原水，投加3mL30%PAC（50mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为13NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为3.9NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），搅拌1分钟，静止10分钟，测试浊度为1.96NTU；
D）取1升原水，投加3mL30%PAC（30mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），搅拌10分钟，静止10分钟，测试浊度为9.03NTU；
E）取1升原水，投加5mL30%PAC（50mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），搅拌10分钟，静止10分钟，测试浊度为2.06NTU；再静止5分钟，测试浊度为1.65NTU；
3、实验结论
单独投加PAC或者PAM效果不好；投加FPS和PAM出水浊度不佳，并且有色度产生。较佳的配置是同时投加PAC50mg/L、PAM1mg/L，经过10分钟搅拌和15分钟沉淀，出水浊度可达1.65NTU，能够满足要求。
混凝沉淀能够去除大部分水中的胶体物质，但是出水仍然有些许颗粒物，如果增加多介质过滤效果更佳。
（二）水处理总体总体工艺简述
机械搅拌絮凝池：机械搅拌絮凝池是利用机械搅拌器的旋转，增大絮凝体的碰撞机率，提高絮凝效率。
斜管沉淀池：是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
多介质过滤器：内装优质石英砂、无烟煤，颗粒均匀，强度高，运行稳定。能有效截留更多的悬浮物、胶体等杂质在过滤器中。
三、结论
混凝沉淀多介质过滤是集反应、沉淀、多介质过滤于一体的高效净水系统，系统结构紧凑，操作管理方便，净化效果好，性能长期稳定可靠。该工艺适用于原水浊度范围宽、水质变化大的原水预处理。
关键词：预处理；高浊度；絮凝沉淀；多介质过滤；工艺
焦家金矿井下水处理工程针对望儿山井下水氯盐含量高、总硬度高等特点进行研究建设，该系统主要由外置柱式超滤（UF）系统、反渗透（RO）系统组成。日产净水量可达到1800m?。自运行以来，产品水水质良好，各主要指标均达到国家生活饮用水水质标准。主要供给矿区日常洗浴、锅炉及空压机用水，并计划逐步替代自来水对全矿区生产、生活用水供应。为井下水在矿区内部循环利用与资源化，增加矿区可用水量开辟了一条新途径，是我矿节能降耗的又一重大举措。
一、存在的问题及增加预处理系统的必要性
（一）存在问题。运行以来，系统前端自清洗过滤器频繁堵塞，一般一周左右需要停机清洗，影响正常供水。UF系统产水量不断下降，运行三个月后，两台系统产水量不足80m?/h，比初始值下降20%左右，超滤膜出现堵塞，进行停机维护。
（二）原因分析：选取不同时段，不同位置取水下2.5m处水样进行浊度检测，原水经前期水池沉淀后，仍然存在大量杂质，造成系统进水浊度过高（浊度值达到8—18NTU之间），超出允许值。
（三）增加预处理系统必要性：1、进水浊度过高，自清洗过滤器堵塞需停机清洗，花费人机成本高，且影响正常供水；长期过滤高浊度原水，超滤膜易污堵，若在此状态下设备长时间运行，将会导致污堵无法通过化学清洗恢复膜通量，造成超滤膜的损坏；2、水池各液位浊度变化不大，采用抬高供水位置方法无法取得较好的效果。
综上分析，系统前端需要增加可靠的预处理系统，避免高浊度原水直接进入超滤系统。
二、预处理系统工艺选择设计
经过现场分析，确认污染物质主要为胶体杂质，必须投加药剂使其脱稳，才能沉淀下来。采用水处理常规工艺混凝沉淀+过滤作为预处理系统。
（一）药剂实验研究
1、实验药品种类及配比。30%聚合氯化铝（PAC），称重2.5g，加入250mL水，配成1%药液待用；26%聚合氯化铝，称重2.5g，加入250mL水，配成1%药液待用；聚合硫酸铁（FPS） ，称重2.5g，加入250mL水，配成1%药液待用；2000万分子量聚丙烯酰胺（PAM），称重0.5g，加入500mL水，配成0.1%药液待用。
2、实验步骤及数据。原水浊度测试6次，分别为9.45NTU、12.15NTU、14NTU、9.85NTU、12.43NTU、8.95NTU。
A）取1升原水，投加6mLFPS（60mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为28NTU；再投加2mLPAM（2mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为7.91NTU；再静止30分钟，测试浊度为5.66NTU。沉淀后烧杯中水颜色发黄。
B）取1升原水，投加2mLPAM（2mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为10.08NTU；再静止60分钟，测试浊度为8.83NTU。
C）取1升原水，投加3mL30%PAC（50mg/L），搅拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为13NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌1分钟，静止5分钟，测试浊度为3.9NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），搅拌1分钟，静止10分钟，测试浊度为1.96NTU；
D）取1升原水，投加3mL30%PAC（30mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），搅拌10分钟，静止10分钟，测试浊度为9.03NTU；
E）取1升原水，投加5mL30%PAC（50mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），搅拌10分钟，静止10分钟，测试浊度为2.06NTU；再静止5分钟，测试浊度为1.65NTU；
3、实验结论
单独投加PAC或者PAM效果不好；投加FPS和PAM出水浊度不佳，并且有色度产生。较佳的配置是同时投加PAC50mg/L、PAM1mg/L，经过10分钟搅拌和15分钟沉淀，出水浊度可达1.65NTU，能够满足要求。
混凝沉淀能够去除大部分水中的胶体物质，但是出水仍然有些许颗粒物，如果增加多介质过滤效果更佳。
（二）水处理总体总体工艺简述
机械搅拌絮凝池：机械搅拌絮凝池是利用机械搅拌器的旋转，增大絮凝体的碰撞机率，提高絮凝效率。
斜管沉淀池：是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
多介质过滤器：内装优质石英砂、无烟煤，颗粒均匀，强度高，运行稳定。能有效截留更多的悬浮物、胶体等杂质在过滤器中。
三、结论
混凝沉淀多介质过滤是集反应、沉淀、多介质过滤于一体的高效净水系统，系统结构紧凑，操作管理方便，净化效果好，性能长期稳定可靠。该工艺适用于原水浊度范围宽、水质变化大的原水预处理。