 鲜花( 0)  鸡蛋( 0)
|
从1991年开始,我厂技术人员对佛山水司供水厂在各种复杂水质条件下的锰砂净水 石英砂净水生产中如何用好助凝剂聚丙烯酰胺,使混凝后产生一种粒度大、比重大而结实的矾花进行了生产性应用试验,获得了满意的助凝沉淀效果。几年来的实践不但解决了锰砂净水 石英砂净水生产中处理各种复杂原水水质的难题,而且在保证水质和不增加锰砂净水 石英砂净水成本的前提下,使生产能力大幅度提高。 . c/ A( |# E; g1 @
1 试验
+ F& @0 N7 ?3 B; C
) L1 U5 P* C+ J/ m1.1 试验仪器与试剂
& |5 d2 h* v5 N V9 F1 J7 i2 f 6组搅拌叶片的混凝搅拌机;浊度计和pH计;聚丙烯酰胺;氢氧化钠;硫酸铝或聚合氯化铝;1L烧杯;各种刻度吸管。
! q3 l$ W' B, |! {6 r) J7 n- S; f6 [1.2 试验条件及方法! h) _- B6 n* ?( \" P
按《给斜管填料》和《斜管填料工程理论与应用》中介绍的凝聚试验方法,模拟锰砂净水 石英砂净水生产工艺的混合搅拌条件为:搅拌转速150 r/min,搅拌时间3min;絮凝反应搅拌条件为搅拌转速50r/min,搅拌时间10min。观察并记录矾花形成情况,静止沉淀10min,同时观察并记录矾花沉淀情况和检测上清液浊度及pH值。当出现常用锰砂净水 石英砂净水方法不能净化处理原水时,首先应进行最优投矾量试验选出最佳投矾量,然后进行模拟锰砂净水 石英砂净水生产的助凝沉降试验,最后将助凝试验结果运用到锰砂净水 石英砂净水生产实际中。( x; H+ |" ]1 ~4 m+ }; t2 A
1.3 试验结果
9 r/ R7 V* H$ Z3 b& x1.3.1 聚丙烯酰胺最佳投量: P: {' f) F/ T6 M- W7 j& n0 @
表1的结果表明:聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,其最佳投量是0.03~0.4mg/L。在锰砂净水 石英砂净水生产中也证明了投加量少于0.03mg/L时它的助凝效果不显著;超过0.4mg/L时它的助凝作用过快,形成的矾花颗粒很大,易造成大量的污泥沉积在反应池的后部和沉淀池的前部,沉淀池的长度和面积不能充分利用,影响反应沉淀效果。
2 [% v6 f) W. H
& U, W3 s7 S3 a/ V" @! {) R: v表1 聚丙烯酰胺最佳投量试验结果 杯号 固体聚合氯化铝投加量(mg/L) 固体聚丙烯酰胺投加量(mg/L) 矾花描述 混液面沉速(mm/s) 上清液浊度(NTU) 上清液PH值
! R6 i/ b" d. }A1 3 0 很细 0.30 9.6 6.6
) x/ y1 i. U! u$ D! v' W/ Y# |, H/ kA2 3 0.01 很细 0.38 4.9 6.6 ) ]* Y: v( K! r6 S ~/ v
A3 3 0.03 大、实 0.57 3.1 6.6
- _" E) U2 z7 L8 ]1 TA4 3 0.06 较大、重 0.83 3.0 6.6 ; r5 H: p8 w0 K) j! q; A6 S6 K, R1 f
A5 3 0.10 很大、重 1.70 3.2 6.6
# z& k% i3 \4 MA6 3 0.30 很大、重 3.12 3.1 6.6 2 M. Z3 B9 W+ i5 F
A7 3 0.60 助凝剂加入后迅速形成粗而结实的矾花,3min后矾花沉底,上清透明。 2.8 6.6 ' N' N+ R3 C/ Z
A8 3 1.00 2.9 6.6
8 k U2 I \6 l: JB1 5 0 很细 0.30 7.2 7.5 9 f* ~) \( \, @& }# M- Q0 g$ X, S: t
B2 5 0.10 很细 0.32 2.8 7.5
( ?# ]" y, b$ v# MB3 5 0.03 大、实 0.83 2.9 7.5 5 m- F3 t4 H( S5 y# T2 V1 @
B4 5 0.06 较大、重 3.12 7.2 7.5 9 G( d( t, l4 |9 H/ H! d6 x6 v6 a
B5 5 0.10 很大、重工业 4.17 6.9 7.5
, u2 w8 s3 K' ]& ?- s2 d, FB6 5 0.30 助凝剂加入后迅速形成粗而结实的矾花,3min后矾花沉底,上清透明 3.1 7.5
% }: [* \9 U+ d6 vB7 5 0.60 2.8 7.5
- r9 _! x: g. uB8 5 1.00 2.9 7.5 3 K; I9 h3 z: }. W7 Y) d& x
C1 20 0 很细、轻 0.23 13.6 7.2 1 l6 ]7 T# W1 G/ |% [1 N
C2 20 0.01 很细、径 0.23 13.0 7.2
' w# ~( l* ^$ v7 p* vC3 20 0.03 大、实 0.52 5.0 7.2
* P5 ]' e9 K8 F! |+ v$ jC4 20 0.06 较大、重 0.83 4.1 7.2
9 d; B( l* ~: {+ W! wC5 20 0.10 很大、重 1.14 3.8 7.2
3 n+ C- f* F, u8 _4 I; n8 VC6 20 0.30 很大、重 1.39 2.5 7.2 - l7 {5 R$ Z, |2 B
C7 20 0.60 加入4min后,矾花沉底,上清透明。 2.1 7.2
3 C) z' h1 S% hC8 20 1.00 加入3min后,矾花沉底,上清透明。 2.1 7.2
2 o3 N7 h2 h( P6 k- ]0 K注 A1—A8 烧杯中原水浊度1063NTU,原水PH值6.6,原水温度25℃
% i/ E! C' L3 d/ h+ L4 H- ?B1—B8 烧杯中原水浊度2073NTU,原水PH值7.5,原水温度26℃ ! w& p5 z% P$ F F; B0 o% \8 @$ {
& b1 m- V6 a* j5 G, O1.3.2 助凝剂最佳投加点
9 U3 E; Z5 D! y: ^ 聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,其投入点是决定助凝沉淀效果好坏的关键。表2的试验结果和在锰砂净水 石英砂净水生产中应用结果表明:在絮凝反应总时间的1/2~2/3间加入聚丙烯酰胺可获得最佳的助凝沉淀效果。如果和聚合氯化铝同时投加则毫无助凝效果;如果在絮凝反应总时间的前或后1/3的时间里加入,其助凝效果都不显著。过早加入,细小的矾花未形成;过迟加入其聚合网捕作用时间不充分,助凝效果无法发挥。" a* f# r4 e, n' w: y, E$ {
9 t* i7 X/ j0 C5 Q* e+ g7 @4 }7 d- e表2 聚丙烯酰胺最佳投入点试验结果 杯号 1 2 3 4 5 6
) D! C- Y$ N' Z7 k9 l% ~固体聚合氯化铝投加量(mg/L) 4 4 4 4 4 4 ' ^8 n+ V! v$ K+ u3 N
固体聚丙烯酰胺投加量(mg/L) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
4 F6 i% v( W$ [" J+ S6 e助凝剂投入后搅拌时间(min) 13 10 8 6 4 2
, o- y6 {% K8 F! p, \矾花描述 很细 细小、轻 细小、轻 大、结实 大、结实 细小、轻 $ \% M% |& i) f/ `" r
混液面沉速(mm/s) 0.33 0.42 0.50 0.72 0.69 0.48
( B7 ^: U, ^* @6 @; d. W) q上清液浊度(NTU) 9.0 7.8 5.5 3.0 3.4 6.0
$ i! b9 Y5 C% I上清液PH值 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 ; s# |# `1 X) e. O* G
注 1 原水浊度:1390NTU;原水PH值:7.6;原水温度:25℃
$ }* w$ w5 Z+ [ 2 助凝剂加入时间点:1号杯和聚合氯化铝同时投加,2-6号杯分别在絮凝反应搅拌开始时、2min、4min、6min和8min时加入
# c- U6 j0 i! c* ?6 k/ G
- o- G* T! j1 ?7 [' }2 聚丙烯酰胺水解(碱化)
5 u1 n- M3 I) Q7 E5 I& B2 m u" Z2 y& W2 `2 f0 J; f3 v6 O9 {/ \9 G
在溶解聚丙烯酰胺的同时加入一定比例的氢氧化钠,溶解后放置8 h左右使之充分水解(碱化),经水解后可使聚丙烯酰胺卷曲的高分子链充分伸展开,大大地增加了它和细小矾花颗粒相碰和吸附的机会,使聚丙烯酰胺的吸附架桥网捕作用得到充分的发挥,从而进一步提高助凝效果。实际应用经验表明,现配现用的水解比(碱化比)要大一些,一般选用1∶0.2为宜,即1g聚丙烯酰胺加入0.2g氢氧化钠。如果水解时间能满足8h,水解比应选用1∶0.01~1∶0.05。水解比越大所需水解时间就越短,但水解比过大会造成净化后的水质pH值升高。如果使用水解度为30%以上的阴离子型聚丙烯酰胺,即可免去水解步骤。3 T$ k( ]) w& Y0 k( e, z* E
( d G+ K3 L* t$ ]5 q, W
3 生产应用8 ~) A* f, Z6 o. x
7 j0 F" G" T7 _; G8 M
自1991年初采用聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂以来,无论原水水质情况如何均可获得令人满意的助凝沉淀效果,超负荷35%左右生产供水也是如此。由于采用聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,石湾水厂1991年多供水675.66×104t,1992年多供水2500.72×104t ,1993年多供水4376.98×104t。目前公司全部水厂已经将聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂经常性投加使用,不但能够保量优质供水,而且为锰砂净水 石英砂净水生产管理带来了方便,制水成本也不会增加,同时大大提高了絮凝沉淀效果,减少一半左右的聚合氯化铝用量,提高了沉淀池的制水能力。因此直接和间接降低了制水总成本。8 C7 m$ f8 W' e5 j
在实际应用中使用粉末状的固体聚丙烯酰胺高分子助凝剂,通常用自动送粉器或简易分散器等定量送粉,使其在一定量的水中分散溶解之后,再通过计量泵投加到反应池中。
: ^- b, a9 a9 c k2 H5 z2 {, m% F 在溶解时,如果只是简单地将聚丙烯酰胺投入水中,就会形成块状,即使长时间搅拌也不溶解,而且容易造成投加系统堵塞。因此一般采用溶解水和粉末接触分散呈薄膜状态的分散器。在自动送粉器中,一般装有分散器。在用手工分散时,使用如图1所示的简易分散器。 o' N. @ t8 U! e9 Y4 F
4 m' Y+ f$ b8 j0 t% G) s/ ~, o: b! E, H
完全溶解的聚丙烯酰胺投加到反应池的中段,利用水的流动作用,可使细小的絮凝体与聚丙烯酰胺均匀结合,形成大而结实的矾花。如果人为地增设混合措施则造成絮凝体被破坏而失去助凝作用。不需要辅助混合设施是此方法的一大优点。只要在反应总时段的1/2~2/3间加入溶解好的助凝剂聚丙烯酰胺,即可获得理想的助凝沉淀效果。
; s" C' ?; E# Q2 e7 [
# a- w9 T1 j# ?# f4 几点体会8 t4 s, q6 l6 O2 M1 T
" ~# h _5 G: a( G9 j
① 聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,必须充分搅拌溶解后才能投加使用。否则不能发挥其应有的高效助凝效果,还会造成投加系统堵塞、封闭滤池表面、破坏滤池效率、大大缩短滤池的反冲洗周期等不良后果。溶解时搅拌速度应控制在400~1000r/min,溶解搅拌时间1h左右为宜,麦饭石。低温季节水温低、难溶解,用热水可缩短溶解时间,但水温不能超过60℃。( r* ]9 z9 s# v
② 聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,要获得最佳助凝效果的用量幅度很小,其最佳投量是0.03~0.4mg/L。超出这个范围会不起作用或很容易起副作用。
1 F8 b! s3 o1 b- B( B ③ 投加点是决定聚丙烯酰胺助凝沉淀效果好坏的关键。最佳投加点是在锰砂净水 石英砂净水生产絮凝反应全流程中的1/2~2/3。$ R+ j4 ?6 L. Y3 B, H% `
④ 为保证均匀混合,应使用最稀浓度。聚丙烯酰胺浓度为0.05%左右,既利于搅拌溶解又便于投加使用,而且助凝效果最佳。聚丙烯酰胺溶液不宜存放超过10d,也不能与铁器接触,溶解水温不能超过60℃。否则会使聚丙烯酰胺分子链断开而失去助凝效果,并造成净化出水中丙烯酰胺单体含量增加的不良后果。
7 X. y0 G! R7 g% H. E1 ?6 Z ⑤ 聚丙烯酰胺经过水解(碱化)可提高助凝效果。水解时间要8h左右,最佳水解比是1∶0.01~1∶0.05。在实际生产中经常是应急使用,无充足的水解时间,可通过加大水解比来达到较好水解的目的。现配现用的水解比1∶0.2较为适合。% ^2 C( G) A* R8 T6 Y& E8 [& k7 B
⑥ 为使净化出水中丙烯酰胺单体含量不超过卫生标准的规定,必须采用高聚合度的聚丙烯酰胺作为饮用水的锰砂净水 石英砂净水助凝剂,要求使用丙烯酰胺单体含量低于0.2%的产品。4 R" g' ]1 g/ x! B, _9 ]* r
⑦ 对各种原水水质(包括超负荷35%左右),高效助凝剂聚丙烯酰胺均能发挥良好的助凝沉淀效果。如石湾水厂第三车间,其设计供水能力是15×104t/d。采用聚丙烯酰胺作为助凝剂,投加量0.05mg/L,在保证优质供水的前提下,全天供水量达到22.3×104 t,超出设计供水能力的48.7%。 |
|