改性活化硅酸净化低温、低浊水

王银涛¹，赫俊国²，艾恒雨
(1.七煤集团水暖电讯公司，黑龙江七台河154600；2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨　150090)

　　摘　要：比较了投加聚铝PAC+改性活化硅酸(改性水玻璃)与单独投加PAC、投加PAC+活化硅酸净化低温、低浊水的效果。生产应用表明，改性活化硅酸的使用可提高30%的产水量，降低50%的混凝剂投加量，降低净化成本约15%。
　　关键词：低温、低浊水；改性活化硅酸；助凝剂；混凝剂
　　中图分类号：TU991.22
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)11-0039-02

　　近年来，笔者研制出改性活化硅酸，不仅改善了其助凝性能，不易形成胶体，而且延长了保存时间(传统方法配制的活化硅酸保存时间仅4h左右)。

1　试验过程

1.1　改性活化硅酸的配制
　　先将聚丙烯酰胺稀释为0.1%的溶液，待用。配制硅酸钠的体积分数为5%的溶液，向其中缓缓加入活化剂(盐酸)，并不断搅拌至pH值为7.8～8.0止。静置15min，然后将其以15∶1(水玻璃∶聚丙烯酰胺溶液)的体积比倒入配制好的聚丙烯酰胺溶液中，制成改性活化硅酸(简称改性药剂)。
1.2　试验步骤与方法
　　试验在1998年—2000年的冬季进行，原水取自黑龙江省七台河市桃山水库，水质情况见表1。

表1　原水水质 浊度(NTU) 色度(倍) 水温(℃) pH 20～30 25 2.5～3 6.9

　　试验目的是比较单独投加聚铝(PAC)与投加PAC+活化硅酸、投加PAC+改性活化硅酸对原水的处理效果。分别取等量水样置于6个1Ｌ的烧杯中，然后在六联搅拌机上进行试验。6个烧杯中先分别投加PAC以300r/min的转速搅拌1min，然后向其中2个烧杯中加入改性活化硅酸，向另外2个烧杯中加入活化硅酸以40r/min的转速慢搅8min，静置20min后在液面下1.5cm处取上清液，用散射光浊度仪测定剩余浊度。

2　结果与分析

　　图1反映了单纯使用PAC、使用PAC+改性活化硅酸和PAC+活化硅酸净化原水后水中的剩余浊度(PAC投量以Al₂O₃计)。

　　试验表明，投加改性活化硅酸较投加活化硅酸不仅提高了沉后水的水质，而且可以降低PAC的投加量。
　　图2反映了采用3种投药方法后，悬浮运动絮凝体结合为沉淀运动絮凝体的比率(以下简称絮凝体的结合率)与反应时间的关系。?　在工艺动力学条件一定的情况下，投加改性活化硅酸可以有效地促进絮凝体形成，增加其密度，减少絮凝体间的结合时间。

　　　

　　投加改性活化硅酸后形成的絮凝体密实、不易破碎、沉降速度快(见图3)，缩短了净化时间(见图4)，提高了水厂的处理能力，起到了很好的助凝的作用。

3　经济分析

　　在保证出水浊度＜5NTU的前提下，单独投加PAC、PAC+活化硅酸和PAC+改性活化硅酸的试验结果对比见表2，净水费用对比见表3。

表2　3种投药方法混凝试验结果 药剂 最佳投量(mg/L) 除浊率(%) 除藻率(%) 沉后水残铝(mg/L) PAC 28～35 63.2 23.5 0.20 PAC+活化硅酸 (25～30)+(2～3) 73.6 38.2 0.90 PAC+改性活化硅酸 (10～20)+(1～2) 85.4 44.1 0.12

表3　3种投药方法净水费用比较 药剂 单价(元/t) 投量(g/m³) 药剂费用(元/m³) PAC 2800 30 0.084 PAC+活化硅酸 568 24+12 0.074 PAC+改性活化硅酸 632 20+10 0.063

　　结果表明，投加PAC+改性活化硅酸费用最低，混凝效果也最好，还可以大大提高沉淀池的水力负荷，增大现有工艺产水量。?
在黑龙江省七台河市精煤集团公司净水厂应用改性活化硅酸作助凝剂试运行的1年中，低温、低浊期该净水厂原最大产水量为4×10⁴m³/d，投加PAC后为4.2t/d；投加改性活化硅酸后产水量提高到6.1×10^4m3/d，投加PAC为2.8t/d，节能降耗50余万元，由此可见改性活化硅酸对净化低温、低浊水是非常有效的，在经济上是可行的。?

4　结语

　　①改性活化硅酸配制工艺简单、运行管理方便。可现配现用，也可以异地配制运至现场使用。?
　　②该药剂投加量小、成本低，一般净水投加药量为100mg/L，可节约混凝剂投量的50%左右，大大降低了制水成本。?
　　③试用结果表明，改性活化硅酸可以提高活化硅酸对低温低浊水的助凝效果，使混凝剂充分发挥絮凝作用，是一种适合北方冬季低温、低浊水处理的高效助凝剂，它的应用将给水厂带来良好的经济效益。

参考文献：

　　 [1]赫俊国，宋学峰，金昌锦，等.微涡旋混凝低脉动沉淀技术处理低温低浊水[J].中国给水排水，1999，15(4)：17-19.
　　 [2]严煦世.给水排水工程快速设计手册(第1册)[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

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　　收稿日期：2002-04-23