摘要：通過對常規(guī)過濾和直接過濾的濾后水質(zhì)、濾池運(yùn)行情況的監(jiān)測，探討了采用V型濾池進(jìn)行直接過濾的可行性。

關(guān)鍵詞：低溫低濁水； V型濾池； 直接過濾

北方地區(qū)的冬季氣溫較低，這給常規(guī)水處理工藝的運(yùn)行帶來了不便，如平流沉淀池的排泥、破冰問題等。因此，筆者進(jìn)行了V型濾池的直接過濾研究。

1 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

水廠的原水取自水庫底層，在試驗(yàn)過程中其濁度為0．7～1．1 NTU，水溫為3～4．9 oC，屬典型的低溫低濁水。凈水工藝分為兩線，每線各有兩組構(gòu)筑物(通過配水井配水)。V型濾池的有效過濾面積為l12 m ，設(shè)計(jì)濾速為10．3 m／h，濾層厚度為1．1 m，有效粒徑為0．95 mm。

2 試驗(yàn)方法

2001年11月12日-2002年3月6日，I線采用直接過濾即超越運(yùn)行，Ⅱ線采用常規(guī)過濾的運(yùn)行方式。試驗(yàn)通過改變加藥量，對濾前、濾后水水質(zhì)和濾池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。試驗(yàn)藥劑為聚合氯化鋁和聚合鋁鐵，濁度采用美國HACH公司的便攜式濁度儀測定，TOC采用總有機(jī)碳分析儀測定。

3 結(jié)果與討論

3．1 加藥量對濾前水濁度的影響

對于直接過濾而言，原水從加藥點(diǎn)到濾池僅經(jīng)過短短8 min的微絮凝過程(所加混凝劑只是改變了水中膠體顆粒的表面性質(zhì))，因此濾前水濁度反而高于原水濁度；常規(guī)過濾由于經(jīng)歷了加藥混合、反應(yīng)沉淀的過程，膠體顆粒與混凝劑反應(yīng)充分而形成了較大礬花，在流經(jīng)平流沉淀池時(shí)大部分被去除 (加藥量越大則去除效果越顯著)，故濾前水濁度較原水濁度有較大幅度下降。

3．2 藥劑及其投量對濾后水質(zhì)的影響

常規(guī)過濾與直接過濾相比，在加藥量較低時(shí) (<3 mg／L)濾后水濁度較接近，當(dāng)加藥量>3 mg／L 時(shí)常規(guī)過濾的濾后水濁度較直接過濾的低。試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，混凝劑種類對出水水質(zhì)有影響：投加聚合鋁鐵時(shí)的出水濁度較投加聚合氯化鋁的略高，但出水中溶解性鋁含量較低。

采用直接過濾的運(yùn)行方式會(huì)降低對TOC的去除率(較常規(guī)過濾)。這是因?yàn)樗杏袡C(jī)物以膠體和溶解性兩種形式存在，且一般帶有較高的表面電荷，其中膠體有機(jī)物可通過混凝劑的壓縮雙電層、電性中和作用來改變表面電荷的性質(zhì)而由濾池截留，而溶解性有機(jī)物則必須經(jīng)過混凝、沉淀才能去除。由于直接過濾沒有經(jīng)過反應(yīng)、沉淀過程，因此不能有效去除溶解性有機(jī)物，故對TOC的去除率較常規(guī)過濾的低。試驗(yàn)中，直接過濾對TOC的去除率較常規(guī)過濾的低約7％(最大值)。采用直接過濾時(shí)濾后水出現(xiàn)了后絮凝現(xiàn)象：清水池表面及側(cè)壁有一層黃色藥沫，出廠水濁度高于濾后水。有資料表明：為了避免出現(xiàn)后絮凝則絮凝時(shí)間不宜低于3．5 min；為了防止?jié)岫刃孤┖退^損失增長過快則絮凝時(shí)間不宜低于10 min；在水溫< 3．3 oC時(shí)，只有絮凝時(shí)間>10 min才能防止形成后絮凝體。在筆者的直接過濾試驗(yàn)中，原水溫度偏低，而藥劑與膠體顆粒的接觸時(shí)間又僅為8 min，因而也就不可避免地出現(xiàn)了后絮凝現(xiàn)象。

3．3 投藥量對濾池運(yùn)行的影響

投藥量對濾池運(yùn)行的影響見表1。

表1 過濾周期對照表

由表1可知，常規(guī)過濾的加藥量越大則濾池的過濾周期就越長，濾料堵塞值的增長趨勢就越緩慢；直接過濾的加藥量越大則濾池的運(yùn)行周期反而越短，濾料的堵塞值變化得越快，因而不能發(fā)揮均質(zhì)濾料的深層截污能力。

對于常規(guī)過濾，由于原水先經(jīng)過加藥混合、反應(yīng)、沉淀再由濾池過濾(到達(dá)濾池需3 h左右)有一定的緩沖，因而對原水的水質(zhì)、水量變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；而對于直接過濾，原水經(jīng)加藥混合后便直接進(jìn)入濾池，因此抗水力沖擊能力較差。在監(jiān)測過程中，以直接過濾方式運(yùn)行的濾池就出現(xiàn)了一次由水力波動(dòng)造成的濁度泄漏事故：原水流量在6 h內(nèi)的變化幅度為14％ ～50％ ，濾池的過濾周期縮短到7 ～ 8 h，臨近反沖洗時(shí)濾后水濁度高達(dá)0．8 NTU，這是由于過快的濾速變化造成了已吸附在濾料表面顆粒的脫落而惡化了水質(zhì)。在這個(gè)過程中以常規(guī)方式運(yùn)行的濾池的過濾周期雖然也有所縮短，但沒有出現(xiàn)水質(zhì)惡化事故。

3．4 過濾過程中的濁度變化

當(dāng)原水的水質(zhì)、水量比較穩(wěn)定時(shí)，在濾池的整個(gè)運(yùn)行過程中，均沒有出現(xiàn)泄漏，可見V型濾池具有很強(qiáng)的截污能力，不易發(fā)生穿透現(xiàn)象。

4 結(jié)語

① 直接過濾時(shí)的濾前水濁度較常規(guī)過濾的高，因此要求懸浮固體在濾層中盡量穿透深一點(diǎn)，以充分利用V型濾池的深層截污能力。為保證出水水質(zhì)，在水溫過低的情況下應(yīng)使絮凝時(shí)間>10 min，并盡量避免水力波動(dòng)對濾池造成的沖擊。

② V型濾池在直接過濾時(shí)，采用聚合鋁鐵作混凝劑可以減少濾后水中溶解性鋁的含量。

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