低温低浊水助滤法除浊降硅

杜茂安，厉勇，邱立平，沈志恒，刘馨远
（哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江 哈尔滨150090）

　　摘要：硅酸是天然水中难以去除的杂质。为保证低温低浊情况下电厂工业用水水质中胶硅＜0.5mg／L、浊度＜2NTU的要求，采用聚丙烯酸胺（PAM）助滤法进行了除浊降硅试验。结果表明，在PAM的投加量为0.025 mg/L的条件下，水的浊度和胶硅含量均能满足要求。
　　关键词：水处理；低温低浊滁浊降硅；混凝；过滤
　　中图分类号：TU991.27
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2001）06－0017－02

引言

　　大庆石化总厂水汽厂的工业水厂分为四个系列，每个系列由一座澄清池、一组虹吸滤池、一座清水池组成。其中一系列为低硅水处理系统，供电厂用水要求一系列低硅水处理系统的滤后水胶硅含量＜0.5 mg／L，浊度＜2 NTU。在水厂运行中，特别在低温低浊期，滤后水水质经常超标，不能满足电厂用水的要求。为保证滤后水水质，在混凝试验的基础上，又进行了助滤法除浊降硅试验研究。

l 原水特点

　　工业水原水取自红旗水库。原水pH值较高，常年在8.2以上，最高达9.6。总碱度亦较高，最高达260 mg／L以上，总硬度相对较低，年平均约为80mg／L，是典型的含硅水。原水冬季浊度较低，在6～24 NTU之间，胶硅含量亦较低，月平均约为6mg／L(11月至次年5月）。夏季浊度较高，达330NTU以上，胶硅含量亦较高，达30 mg／L以上。天然水中的硅酸是以分子状或胶体态和离子态的形式存在的，胶体硅酸是使水变浑浊的主要成分。
　　该水源在水厂进行的混凝生产性试验结果表明，夏季水温高，浊度高，胶硅含量虽高，由于澄清池能形成良好的悬浮泥渣层，澄清池能充分发挥净水能力，其出水浊度能保证在9.0 NTU以下，滤后水水质可满足电厂用水要求。冬季低温低浊期，胶硅含量虽低，由于澄清池露天设置，难以形成悬浮泥渣层，基本没有净水能力，仅靠滤池作用，滤后水常不能达标

2 助滤效果试验

　　助滤剂采用水解度为25％－30％的聚丙烯酸胺（PAM）。
　　试验装置见图l。柱内装填粒径为0.6－1.2mm、厚为700 mm的石英砂，垫层厚为300mm。滤柱由一个设溢流管的水箱供水，溢流管使水箱水位恒定，保证进水量不变。进水管路上用转子流量计控制滤柱滤速为6.25 m/h，以保证和滤池滤速相同。水箱水取自虹吸滤池的进水分配箱。试验中，两滤柱滤速相等，柱 1不投加PAM，柱 2投加 0.1mg／L的PAM，过滤 lh后取样，之后每隔2 h取一次水样，测滤后水浊度和胶硅含量。运行11h后，柱2达到压力周期，停止运行，进行反冲洗。

2.1 PAM的助滤作用
　　试验结果见图2。由图2可知，柱1没投加PAM，出水水质浊度和胶硅含量都超标，柱2运行初期出水超标，随后胶硅含量和浊度均能满足要求。由此可见，PAM具有明显的助滤性能。

　　投加助滤剂可提高出水水质，但助滤剂投加后会造成滤层空隙中高分子链过于密集，结果会使水头损失增长过快，从而缩短压力周期，增加反冲洗次数和反冲洗水量。试验中国澄清池出水浊度在30NTU以上，所以滤柱运行11h后，即需停止过滤进行反冲洗。为了保证助滤效果，需确定适宜的PAM投量。
2.2 PAM投加量的确定
　　取 PAM的投加量为 0.02 mg／L和 0.05 mg／L。两滤柱同时进行过滤，lh后取样，以后每隔2h取一次样，测出水浊度和胶硅含量。试验结果见图3。

　　由图3可知，两滤柱过滤9 h和 11h前胶硅含量均低于0.5 mg／L，滤后出水浊度受澄清池出水浊度高（30 NTU以上）的影响，不能完全达标。试验表明，较少的助滤剂投加量即有明显的助滤效果。为避免滤池水头损失增加过快，PAM投加量应控制在0.025 mg／L左右为宜。

3　冬季低温低浊时助滤法生产性试验

　　冬季低温低浊期，经测试澄清池（露天设置）基本不能形成悬浮泥渣层，在此期间，澄清池几乎没有净水能力，为保证出水水质，需强化滤池的过滤功能。
　　溶药箱容积为4 m³，配制时边向药箱内进水，边向水中投加粉末状PAM，同时向箱内送气搅拌。PAM加在虹吸滤池进水分配箱内，在投加量为0.025mg／L的条件下，试验不同浊度时聚铁的混凝效果，试验结果见表l。由表1可知，冬季出水浊度不稳定，生产试验期间浊度在6～4 NTU之间变化。当聚铁投加量大于20 mg／L时，即可使滤后水浊度小于2 NTU，胶硅含量小于0.5 mg／L。试验结果表明，在原水浊度 6～24 NTU的范围内，PAM投加量为0.025 mg／L时，投加与浊度相适应的聚合铁，可以获得良好的除浊降硅效果，使出水的浊度小于2 NTU，胶硅低于0.5 mg／L。

4 结论

　　①含硅水在冬季低温低浊期，澄清池无净水能力时，采用助滤法在滤前投加 PAM，可提高滤后水质。
　　②PAM投加量不宜过多，过量投加，会缩短过滤周期，增加反冲洗次数和反冲洗水量，增加制水成本，PAM投加量以0.025 mg／L左右为宜。
　　③生产运行中，混凝剂投加量应根据冬季浊度变化来确定，辅以 0.025 mg／L PAM，可获得良好的助滤效果，使滤后水满足电厂工业用水的水质要求。

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作者简介：杜茂安（1946－），男，教授，电话：（0451）6282698，地址：哈尔滨市南岗区海河路202号，哈尔滨工业大学市政环境工程学院2602信箱。