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净水工艺管理手册

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2020年6月23日
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xx水厂水处理工艺管理手册

供水二分公司中引水厂
1月12日

xx水厂水处理工艺管理手册
近年来由于水质标准的不断提高及饮用水水源微污染日趋严重的严峻局面, 正在向给水处理技术提出新的挑战。现有的常规工艺难以胜任正常的运行职能, 以主要功能为去除水中悬浮固体、 胶体的混凝、 沉淀、 过滤和消毒工艺而言, 不但无法有效去除水中存在的氨氮和大量溶解性有机污染物包括内分泌干扰物: 水的嗅和味等感官指标不能令人满意, 对富营养化水源水中有毒藻类及其藻毒素也不能有效去除; 为了最大发挥现有工艺能力, 确保优质供水, 应采取强化混凝、 精细化管理等措施。
一、 xx水厂工艺流程
xx水厂设计能力50×104/m3, 沉淀池20座、 滤池32座。主要工艺采用管式微涡静态混合器、 小孔眼网格反应池、 小间距斜板沉淀池, 石英沙均质滤料恒水位过滤, 气水混合反冲洗技术, 并设加酸系统调整原水PH值, 主工艺流程图如下:
工艺标准按85国标设计, 沉淀池出水8NTU以下, 滤池出水3NTU以下。。竖流网格反应池 15.78米×10.8米 池深 5.6米 反应时间22分钟 36个竖井 单井面积1.78米×1.5米 竖井流速0.12米/秒
沉淀池面积23.3米×10.8米 池深6.23米 小间距斜板异向流 斜板长1米 倾斜角60度 间距15毫米 表面负荷5m3/( m2h) 排泥阀12个200mm 气动阀
滤池面积101.2m2( 10.1m×5m×2) 滤速7.2～7.7m/h 滤料为均质石英砂 厚度1米 有效粒径d10＝0.98mm 均匀系数K60＜1.35 承托层为砾石 共5层 每层50mm 配水系统滤砖 采用气水反冲洗技术
反冲强度55m3/h 气水混合水反冲强度12m3/h 水反冲强度20m3/h
清水池四座 每座12500m3
一、 药剂管理:
1. 储存量
药剂根据水厂的条件储存60天的药剂用量,药剂周转时要贯彻药剂以先进先出为原则,防止积压过期,合理投加使用药剂。
盐酸储存15天用量, 防止因氯化氢挥发影响其含量。
氯酸钠30天用量, 降低安全隐患及长时间储存板结。
2. 药剂的堆放
堆放高度根据工人操作条件一般在2.0米,药剂之间要有适当的通道.
3. 药剂的检验
(1)药剂的进厂检验, 经公司器材站送检合格后方可投入使用. 值班人员应对入库药剂外观、 内外标志、 包装及衬垫等进行感官检验。值班人员进行药剂批次称重检验,从总数中抽出本批次的1%,(不小于10袋) 验收不符合规定的不得入库, 通知送货方另行处理。合格的签收入库, 填写进库记录。
(2)库房应保持阴凉、 干燥、 通风、 避光。库存药剂应避免阳光直射、 曝晒, 远离热源、 电源、 火源, 与库存药剂性质相抵的禁止同库储藏。
(3)定期对库房净水药剂进行检查, 检查易燃物是否清理, 有无异常现象,检查所用药剂包装有无损坏, 药剂有无受潮失效。
(4)进行药剂样品与标准样的烧杯对比试验(溶解、 混凝等)。
二、 二氧化氯系统管理:
当前xx水厂采用的是山东华特科技股份有限公司生产的HLT— 0型、 HLT—5000型, 高效复合型二氧化氯发生器。
一、 原理: 氯酸钠+盐酸法( 全盐酸法或开斯汀法) 。
反应方程式:
NaClO3+2HCl= ClO2+1/2 Cl2+NaCl + H2O
副反应为:
2NaClO3+6HCl= 3Cl2+2NaCl+3 H2O
经过理论计算可知:
NaClO3+2HCl= ClO2+1/2 Cl2+NaCl + H2O
106.5/1.56 +74/1.1= 67.5/1+ 35.5/.53+ 58.5/.87+ 18/.27
产生1吨二氧化氯需用 1.56吨氯酸钠、 1.1吨氯化氢 同时产生0.53吨氯气、 0.87吨NaCl和 0.27吨水。
换算成氯酸钠溶液( 1吨氯酸钠固体配2吨水) , 比重为1260kg/m3 (20℃)体积为3.67m3。 氯化氢换算成盐酸(31%), 比重为1160 kg/m3 (20℃)体积为3.45m3。
二、 发生器结构:

二氧化氯发生器 HLT型
内部结构示意图

三、 运行中的注意事项:
1、 反应温度: 因为现场发生二氧化氯为化学反应, 反应为吸热反应, 因此对反应釜内温度要求较高。据有关资料显示, 反应釜内反应温度在50℃时原料转化率为50%。在71℃时, 原料转换率86%。当80℃时反应速度过快以副反应为主, 氯气量大于二氧化氯量。在现操作面板显示的温度为88℃—85℃为水浴温度不能真实代表反应釜内温度, 特别在秋、 春季当未点炉时, 夜间发生器间温度在-4—-5℃, 点炉后发生器间白天温度9℃, 夜晚5℃。而反应釜与水浴加热间隔着厚厚的PVC塑料板和聚四氟涂层( 传热性不好) , 这一时期的加热如不及时, 出液管温度会明显下降( 反应效率特别低) 。建议对原料和进气加热, 以弥补发生器加热量不足的问题, 提高反应效率, 降低副产物的产生量。
2、 进气量的控制:
进气的作用主要四个方面:
（一） 使原料充分混合, 提高原料转换效率。
（二） 进气可降低二氧化氯的浓度, 防止二氧化氯在发生器上部聚集发生爆炸。
（三） 进气量的大小决定反应釜的液位, 据厂家提供的资料, 反应时间不应低于30min, 但反应30min后, 原料转换没有明显提高。在实际运行中应根据生产条件, 适当延长反应时间以提高转换效率。
（四） 二氧化氯具有遇曝气即从溶液中逸出的特性, 可降低反应液中的二氧化氯含量, 防止因反应液内二氧化氯含量超30%发生的爆炸。
3、 原料的进料量:
经过理论计算可知: 3.67 : 3.45 ( 溶液体积比) 。
但厂家规定1: 1。酸过量, 主要提高氯酸钠转换率, 防止未反应的氯酸钠进入出厂水污染水质。在实际工作中要严格掌握原料进料比例, 防止因进料比例不当, 而导致的原料转换率低, 并产生大量副产物污染水质和生产成本的不必要增加。
4、 氯酸钠的复配严格按照厂家规定进行, 确保氯酸钠进料的精度。
四、 二氧化氯发生器操作规程:
⑴、 设备运行中的检查:
1、 操作面板数据是否正常。( 温度, 频率等)
2、 检查进气量是否正常, 反应釜液位及反应液颜色是否正常。( 保证有充分的反应时间)
3、 检查计量泵声音及机温是否正常有无泄露。
4、 检查水浴液位是否正常。
5、 检查氯酸钠及盐酸罐液位是否正常。( 不要低于计量泵中心线)
6、 观察出液管单流阀是否有异物及动作是否灵活。
7、 防爆塞是否正常。
8、 出液管温度是否正常。( 不低于35℃)
（2） 、 开机:
1、 检查水浴及反应釜内液位应在1/2处。( 液位管)
2、 开启温控器使水浴温度升至设定温度。( 85~88℃)
3、 排除计量泵内空气并校定计量泵( 校定应以背压阀后出液量为准, 同时应保持同一机器的两台泵计量泵背压一致) 背压应高于进口最大压力1bar。
4、 调整动力水压力至稳定状态, 使水射器稳定工作。
5、 运行计量泵, 并逐步调整至所需流量。
6、 待运行稳定后调整反应釜处于最佳液位。( 保证最少反应时间30分钟以上)
7、 观察反应釜液位管颜色, 单流阀工作状态及出液管温度是否正常。
( 3) 、 关机及发生器清冲:
1、 停止计量泵工作。
2、 打开进水阀, 稀释反应釜内反应液浓度将反应釜内浓度降至安全浓度( 反应釜内颜色基本无色) , 关闭进水阀。
3、 停止水射器工作。
4、 停止水浴加热。
5、 将进气孔用堵死, 从安全塞进水, 将反应釜内注满水浸泡十分钟, 后将水从排污阀排出。
6、 重新进水至反应釜1/2处。( 液位管)
( 4) 、 原料的配制与添加:
氯化钠:
1、 氯酸钠配制工作人员应穿戴好防护用具。
( 防酸碱工作服、 护目镜、 口罩、 防酸碱手套、 长统胶鞋)
2、 配制过程中有严禁吸烟及明火。( 不许使用摔砸等方法)
3、 配制过程必须按照氯酸钠与水按1: 2的比例混合。( 例如: 1公斤氯酸钠加2公斤水)
4、 必须保证氯酸钠完全溶解。
5、 配制后的液体经比重检测合格后方可抽入原料罐中。( 例如: 1260kg/m3 20℃)
盐酸:
( 1) 、 盐酸进厂后应检测
①氯化氢含量是否达到标准31%。
②检测其密度是否合格。例如: 1160kg/m3 20℃
③目测盐酸的颜色是否正常有无杂质。( 工业品盐酸因含有铁、 氯等杂质略带微黄色、 清澈、 透明)
( 2) 、 盐酸绝对不可含有无机物, 否则因此而产生的问题将十分严重。
( 3) 、 盐酸储存不宜过长时间, 否则易发生因储存时间过长而造成的氯化氢含量降低。( 氯化氢极易挥发)
( 4) 、 操作盐酸时, 应穿戴好防护用品。( 耐酸碱工作服, 护目镜、 口罩、 橡胶手套, 长统胶鞋)
五、 型号的意义:
HLT— 0型→指额定产量为 0g/h, 有效氯的化学二氧化氯复合消毒发生器。
1克二氧化氯等效于2.63克氯( 厂家以1克二氧化氯等效于2.5克有效氯计算) 按此计算:
1台 0 g/h满负荷发生器实际产量ClO2≈6.73kg/h
Cl2≈3.3kg/h
1台10000 g/h满负荷发生器实际产量ClO2≈3.35kg/h
Cl2≈1.65kg/h
1台5000 g/h满负荷发生器实际产量 ClO2≈1.675kg/h
Cl2≈0.825kg/h
0g/h发生器的实际进料NaClO3=10.5 kg( 固体)
NaClO3≈25L ( 溶液)
HCl=7.37kg
HCl( 盐酸) =23.7L
10000g/h发生器的实际进料NaClO3=5.25 kg ( 固体)
NaClO3≈12.5L ( 溶液)
HCl=3.665kg
HCl=11.65L
5000g/h发生器的实际进料NaClO3=2.625 kg ( 固体)
NaClO3≈6.25L ( 溶液)
HCl=1.8325kg
HCl=5.825L
六、 二氧化氯系统的维护与保养:
根据生产实际情况( 原料质量、 温度等) 定期进行清洗。
( 一) 、 清洗发生器:
发生器的清洗将进气口用胶皮堵死, 将发生器注满水, 浸泡二十分钟, 在排污阀将水排净。如果原料杂质较多, 可用氢氧化钠5%溶液浸泡, 确保发器内部清洗干净管路畅通无阻。
( 二) 、 计量泵的维护 : 将进出口的单向阀拆下, 清洗干净如小球损坏或底座破损( 用放大镜观察) , 以免因单向阀不严造成的计量不准。膜片每8000小时更换一次。
( 三) 、 清洗原料过滤器滤网及管线。
( 四) 、 清洗原料罐可每一年进行一次。
故障表现
故障原因及排除
防暴塞暴开
①进气量过小, 造成反应釜液位过高, 部分位置二氧化氯浓度过高发生暴塞, 增加水射器吸力。
②原料、 进气温度过低, 反应不充分, 提高进料、 进气温度。
③因发生器内杂质过多造成管路堵塞, 彻底清洗发生器。
④压力水突然中断, 停止进料加水稀释反应釜内反应液。
反应效率过低
①进料比例不对, 校计量泵及调整背压阀, 清洗原料管线过滤器。
②原料、 进气温度过低, 反应不充分。
③反应釜液位过低, 反应时间不足, 降低水射器吸力, 提高反应釜液位。

七、 氯酸钠:
1、 无色或白色立方晶系结晶, 相对密度2.490G/m3, 熔点255℃,易溶于水, 加热到300℃以上易分解放出氧气, 有极强的氧化能力,与硫、 磷及有机物混合或受撞击易引起燃烧和爆炸。有潮解性, 在湿度很高的空气中能吸水气而成溶液有毒。
2、 粉尘能刺激皮肤、 粘膜和眼睛, 如不慎将氯酸钠溶液溅入眼睛或皮肤上, 应马上用大量清水冲洗干净。吸入氯酸钠粉尘, 因积累在体内而引起中毒, 会出现恶心、 大量呕吐、 下泻、 呼吸困难、 , 肾损害等症状; 误食时, 要立即饮服食盐水或温肥皂水使其吐出, 然后速送医院治疗, 致死量10克。生产人员工作时, 应穿工作服、 戴防护口罩和乳胶手套、 穿塑料或橡皮围裙、 穿长统胶靴等劳保用品, 以保护呼吸器官和皮肤, 车间应通风良好, 下班后要洗淋浴。
3、 应贮存在阴凉、 通风、 干燥的库房内, 注意防潮, 如有散落,
必须立即用湿黄砂拌和后扫干净, 不得与糖类、 油类、 木炭等有机物、 硫黄、 赤磷等还原剂、 酸类( 特别是硫酸) 和一切易燃物品共贮, 装卸时要轻拿轻放, 防止磨擦, 严禁撞击。失火时, 先用砂土, 再用雾状水和各种灭火器扑救, 但不可用高压水。
八、 盐酸:
高浓度盐酸对鼻粘膜和结膜有刺激作用, 会出现角膜浑浊, 嘶哑, 窒息感, 胸痛, 鼻炎, 咳嗽, 有时痰中带血, 盐酸雾可导致眼脸部皮肤剧烈疼痛, 如发生事故, 应立即将受伤者移到新鲜空气处输氧, 清洗眼睛和鼻, 并用2%的苏打水漱口, 浓盐酸溅到皮肤上, 应立即用大量水冲洗5-10分钟, 在烧伤表面涂上苏打浆, 严重者送医院治疗。
操作人员工作时要穿耐酸工作服、 穿长统胶靴、 戴防护眼镜、 口罩、 橡胶手套、 袖套、 围裙以保护呼吸器官和皮肤, 工作人员应每半年体检一次, 纯盐酸无色, 工业品因含有铁、 氯等杂质略带微黄色, 相对密度1.160, 氯化氢熔点-114.8℃,沸点-84.9℃,失火时, 可用水砂土和二氧化碳灭火器扑救。
二氧化氯发生器的反应时间、 进料精确度及反应温度严格控制。
每周进行一次清洗发生器, 每月清洗一次过滤器, 每年清洗一次原料罐。每半个月校一次计量泵。
三、 净水剂投加管理:
( 一) 、 水处理加药系统:
稳压配水间设计流量55万m3/d平面尺寸24m×21m, 配水直径11m, 高13.05m, 两条DN1600管线, 二期增加DN1400超越管道, 并设有二氧化氯4个投加点, 盐酸、 高锰酸钾2个投加点、 取样点1个
净水车间加药班设混凝剂投加池、 助凝剂投加池共12座,设液态储药池4座,加药投加泵都是高性能隔膜式计量泵
1、 溶解混凝剂时机械搅拌15分钟确保充分溶解后静沉30分钟, 方可提升置储药池。冬季药液配制浓度在15%, 夏季配制浓度在20%。投加池的浓度不低于1%～5%, 防止因pH值大于4.3时三氧化二铝水解成氢氧化铝沉淀, 降低药效。
2、 单池药剂的投加流量不低于280L/小时, 便于药剂投加量调整及使投药器处于正常工作状态, 泵压在0.2Mpa且较为稳定。
3、 加药泵过滤器每季度清理一次。
4、 转子流量计每季度清理一次。
5、 储药池每年清理一次, 投加池每半年清理一次, 复配池每季度清理一次。
混合、 反应、 沉淀
混合设备: 微涡静态混合器 混合时间7～14秒 静态混合器每年清理一次。药剂扩散器每年清理一次。
混合设施是完成凝聚阶段的设备, 它必须保证混凝剂均匀地扩散到整个水体。由于铝盐或铁盐形成单氢氧聚合物所需时间约为10–10s左右, 形成聚合物的时间也只有10–2～1s, 因此混合时间不宜太长。颗粒吸附聚合物所需时间, 对铝盐约在10–4s左右, 对分子量为几百万的聚合物形成吸附的时间为1s到几s, 因此, 延长混合时间也是没有必要的。
混合过程使混凝剂在水体中分布均匀性非常重要, 因为在凝聚阶段必须使水体中的pH值和混凝剂浓度保持均匀, 由于胶体吸附混凝剂的反应是不可逆的, 浓度不均匀要增加混凝剂的投加量, 并使凝聚效果降低。
混合过程中除了考虑混凝剂在水体中分布的均匀性外, 还应研究混凝剂的水平分散水平。当水体以1012～1018个分子组成的微团经过混合设施时为宏观混合, 当水体中所有分子都能相互混合时是微观混合, 这二者都是极端的情况, 一般则处于二者之间。
只有在很短的时间内混凝剂十分均匀地以极其微小的以接近分子的颗粒与原水混合, 这样才能以最高效率完成胶体颗粒的脱稳和凝聚过程。
竖流网格反应池: 絮凝过程就是在外力作用下, 使具有凝聚性能的微粒相互接触碰撞, 形成密实的絮体, 以便于在后续沉淀过程中分离。为了达到完善的絮凝, 必须使絮粒具有在彼此接触后相互聚集的能力, 同时具备使絮粒获得相应接触碰撞而又不造成破碎的水力条件。要使颗粒具有凝聚性能, 主要是经过混凝剂的合适投加和充分的混合; 而创造絮凝接触碰撞机会则需要在絮凝设备中完成。
a) 根据原水水质投加适当数量的混凝剂, 投药量随水质和水量的变化而改变, 必要时可加助凝剂或复合投加混凝剂。
b) 混凝剂和原水必须快速充分混合, 使胶体杂质失去稳定性。
c) 絮凝池应有良好水力条件, 前段采用水经过较密的网格, 以增加絮体的碰撞机会, 尽快结成大的密实颗粒, 以后, 减少网格片数, 以防止矾花受水流的剪力而破碎。
d) 絮凝池容积应保证必要的停留时间, 使颗粒有充分的碰撞而结合的机会, 停留时间随原水水质而变化, 如果原水的浑浊度高和温度高, 停留时间能够短些, 并尽量不让絮凝池积泥。( 低负荷运行将带来静态混合器混合不充分, 絮凝池积泥严重、 红虫二次繁殖严重等问题)
e) 控制絮凝池到沉淀池的流速, 做到矾花进沉淀池未受到破坏而且有利于沉淀。
四、 沉淀池管理:
水中悬浮颗粒依靠重力作用, 从水中分离出来的过程称为沉淀。根据悬浮颗粒的性质, 凝聚性能的强弱及其浓度的高低, 沉淀分四类。
① 自由沉淀: 水中的悬浮固体浓度不高, 而且不具有凝聚的性能, 在沉淀过程中固体颗粒不改变形状、 尺寸、 , 也不互相聚合, 各自独立地完成沉淀过程。
② 絮凝沉淀: 水中悬浮固体浓度也不高, 但具有凝聚性能, 在沉淀过程中相互聚合, 其尺寸和质量均随深度而增加, 其沉速也随深度而增大。
③ 拥挤沉淀: 当水中悬浮固体的浓度提高到一定程度后, 每个颗粒的沉淀都将受其周围颗粒的干扰, 沉速有所降低, 在清水与浑水之间形成明显的交界面。沉淀过程实质就是这个界面的下降过程。
④ 压缩沉淀: 悬浮物浓度很高, 固体颗粒相互接触, 相互支撑, 上层颗粒在重力作用下将下层颗粒间隙中的液体挤出界面, 使固体颗粒群被压缩。
沉淀池的注意事项:
1、 斜板沉淀池的沉淀效率高 , 水在斜板中的停留时间只有4～5分钟, 因此对进水量和水质的瞬时变化比较难适应。进水一有变化, 马上会影响出水水质, 几乎无缓冲余地。因此, 采用斜板沉淀池应特别重视絮凝环节, 絮凝效果好, 出厂水质才能有保证。
2、 在斜板沉淀池的清水区中, 水的透明度高, 又受到阳光照射, 斜板容易生长藻类, 藻类滋长不会严重影响斜板沉淀池的运行, 但对水中微生物和有机物有较大影响。应采取预氧化或避光等措施。
3、 斜板沉淀池的清水区有时会翻浑, 主要是斜板壁上大块污泥突然滑落而被水流带出造成的。主要是斜板内积泥, 为了排泥通畅应变换斜板角度, 但在实际工作中不可行, 不得以只能降低负荷, 从水厂管理上降低负荷是不允许的( 低负荷可造成沉淀池配水不均, 存在短路问题) 。
4、 定期用消毒剂浸泡、 清洗反应池、 沉淀池池壁及清理底部积泥, 冲洗斜板, 防止红虫的二次繁殖。
1、 涡旋混凝、 低脉动沉淀技术的原理:
加强水流的紊动能够大大加快药剂的扩散速率, 强化混合过程。紊流中存在着大大小小的涡旋, 涡旋的大小和轴向是随机的, 因此涡旋本身在紊流内部的相对运动速度也是随机变化的, 涡旋不断地产生、 发展、 衰减与消失。大尺度涡旋( 小波数涡旋) 破坏后形成尺度较小的涡旋( 大波数涡旋) 。较小尺度的涡旋破坏后形成尺度更小但波数较大的涡旋。由于这些涡旋在紊流内部作随机运动, 不断平移和运动, 使得紊流各点速度随时间不断变化, 形成了流速的脉动, 也就是说紊流是由连续不断地涡旋运动造成的。紊动能量由大尺度涡旋逐级传给小尺度涡旋。大尺度涡旋由于速度梯度很小, 其絮凝条件很差。由此可见, 在紊流中若能有效地消除大尺度涡旋, 增加微小尺度涡旋比例, 就能提高絮凝效果。
⑴、 对混合过程的强化。传统意义上的宏观扩散与亚微观扩散两个不同的物理过程, 而在水处理反应中亚微观扩散是起决定性作用的动力学因素。亚微观扩散究其实质是层流扩散, 其扩散规律与用Fick定律描写的宏观扩散规律完全不同, 在湍动水流中亚微观传质主要是由惯性效应导致的物质迁移造成的, 特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。
管式微涡旋初级混凝设备, 就是利于用高比例高强度微涡旋的离心惯性效应来克服亚微观传质阻力, 增加亚微观传质速率, 可在很短的时间内实现药剂的充分扩散, 使混凝剂水解产物迅速到达水体每一细部而得以充分的利用。生产使用证明, 这种设备效率高、 占地少、 效果好, 混合时间仅3～30s, 不但比传统的静态混合器大幅度提高处理能力, 而且一般较传统工艺节省药剂投加量20～30%。
⑵、 对絮凝工艺的强化。该技术理论上从湍流微结构的尺度既亚微观尺度对混凝动力学问题进行了深入的研究, 提出絮凝的絮凝动力学致因是”惯性效应”, 湍流剪切力是絮凝反应中决定性的动力学因素, 并由此建立了絮凝的动力学相似准则。在竖流反应池设立小孔网格的作用: ⑴、 水流经过网格的区段是速度激烈变化的区段, 也是惯性效应最强、 颗粒碰撞概率最高的区段。⑵、 从脉动能量方程可知, 水流流过格网获得脉动能量后, 沿程再没有可能获得能量, 因此这种各向同性紊流紊动能量处于衰减中, 涡旋也处于衰减中; 小孔眼网格之后湍流的涡旋尺度大幅度减小, 微涡旋比例增加, 涡旋的离心惯性效应增加, 有效地增加了颗粒碰撞次数。⑶、 由于过网水流的惯性作用, 矾花产生强烈的变形, 使矾花中吸附能级低的部分, 由于其变形揉动作用达到高吸附能级, 这样就使得经过网格之后矾花变得更密实。⑷、 能够经过在水流通道中科学地布设小孔眼网格, 控制湍流剪切梯度, 使其经过合理的有效碰撞, 形成均匀密实、 易于沉淀的矾花; 设置多层网格比设置阻力一样的一层密网眼的网格效果更好。反应效率大幅度提高, 絮凝时间可缩短5～10min。
⑶、 对沉淀工艺的强化。传统沉淀理论认为斜板、 斜管沉淀池中水流处于层流状态。但事实上通路中水流是脉动的, 这是因为当斜管中大的矾花颗粒在沉淀中与水产生相对运动, 会在矾花颗粒后面产生小旋涡, 这些旋涡的产生与运动造成了水流的脉动。这些脉动对于大的矾花颗粒的沉淀没有什么影响, 对于反应不完全小颗粒的沉淀起到顶托作用, 故此也影响了出水水质。
为了抑制水流的脉动, 可采用小间距斜板水力阻力大, 占沉淀池水流通路水力阻力的主要部分, 由此使经过斜板各部分流量均匀, 充分发挥每个沉淀面的作用: 小间距斜板由于间距明显减小和抑制了斜板中的水流脉动, 矾花沉淀距离也明显变短, 使更多小颗粒能够沉淀下来, 而小矾花是否沉淀下来是决定沉淀池最终出水水质的关键因素。小间距斜板的下部入水侧, 矾花浓度高, 当含有矾花的水流流经此区时, 产生了强烈的沉淀卷吸作用。
2、 小间距斜板沉淀池的特点:
⑴、 沉淀面积与排泥面积相等, 消除了侧向约束。
⑵、 由于间距明显减小, 矾花沉淀距离也明显变短, 使更多小颗粒能够沉淀下来, 而小矾花是否沉淀下来是决定沉淀池最终出水水质的关键因素。
⑶、 由于斜板间距减少, 水力阻力增大, 成为水流在沉淀池中流量分布更均匀, 基本消除了头池尾的差别, 与斜管相比明显改进了沉淀条件。
1、 沉淀池出口小于3NTU。
2、 竖流网格反应池、 沉淀池每年冲洗一次( 根据积泥情况自行调整冲洗周期) 。用高锰酸钾侵泡24小时, 并用水枪冲洗池壁、 斜板及反应池网格。
3、 根据单池出口浊度情况随时调整单池药量。
4、 静态混合器、 药剂扩散器每年彻底清理一次。
5、 定期排泥, 特殊时期调整排泥周期, 严禁大量大颗粒矾花带入滤池。
五、 滤池管理:
开始过滤时, 表层滤料首先黏附了絮凝后的颗粒, 过滤一段时间后, 滤层中逐渐积累了杂质颗粒, 孔隙率变小, 如流量不变则孔隙内流速随之增大, 在水流冲刷作用下, 黏附在滤料上的杂质颗粒又会脱落下来, 而向下面的滤层移动, 于是下层滤料发挥黏附作用截流杂质的作用。过滤时, 在整个滤层中, 杂质颗粒的去除过程就是这样一层层地进行下去, 直到表层滤料中的孔隙逐渐被堵塞, 甚至滤料层表面形成了泥膜, 这时过虑阻力增加, 等到滤池水头损失达到极限值或出水不合格, 过滤过程结束, 进行反冲洗。
快滤池的成熟期是指从过滤开始到出水浊度满足水质要求的这段时间, 一般认为可分为以下3个阶段: ⑴、 残余冲洗水置换阶段; ⑵、 滤池进水与残余冲洗水混合和微粒稳定阶段; ⑶、 滤层调理阶段。在反冲洗停止时, 在整个滤层的空隙中充满冲洗的残留水, 因此从滤池开始进水过滤起, 是将冲洗残留水置换的过程, 由于反冲洗水是从下而上将悬浮固体颗粒洗下并带走, 加上滤层的截污量沿深度本身也有一个分布规律, 因此冲洗残留水的浊度沿滤池深度从下而上是逐渐增大的, 表现在出水浊度–时间曲线上出现第一个峰值。随后新进滤池的水开始滤出, 由于水在滤层中不可能是理想的活塞流, 因此必存在新水与残留水的混合, 混合的结果使部分已迁移或附着在滤料表面的颗粒重新随滤出水排出, 导致出水浊度上升, 出现了第二个峰值。之后便进入完全无残留冲洗水的阶段, 滤层逐步稳定, 滤出水浊度逐步降低, 至出水水质合格成熟期终止。( 泄漏点是指滤出水浊度稳定一段时间之后又出现稳步迅速上升过程的一个点。这一过程又称为有效过滤期。
1、 滤池出口小于0.8NTU。
2、 根据滤池池壁和集水槽情况, 定期用高浓度高锰酸钾溶液侵泡24小时, 并用水枪清洗池壁。( 防止红虫在滤池二次繁殖)
3、 每年春秋两季调整气、 水反冲洗强度和反冲时间。
4、 根据水量及时调整滤池负荷, 控制滤速尽量减少因滤速变化而对出水水质的冲击变化。
5、 滤池反冲洗的时间应合理间格开, 不能连续反冲洗以减少初滤水不合格对整体出水的影响。
6、 滤池反冲洗后应停运30分钟, 待池内滤料及水力条件稳定后投入运行, 减少初滤水对出水的影响。
7、 根据沉后水质情况及季节, 合理控制滤池运行周期。不宜过长防止红虫繁殖及异味的产生。
8、 根据实际情况可投加助滤剂, 提高滤池浊度去除率。
9、 滤池集水槽每年进行一次超平, 防止因集水槽不平造成的反冲出水不均, 从而造成滤池短路、 结泥球等问题。
六、 清水池管理:
清水池的作用是储存水厂处理后的水, 与此同时二级泵站从清水池取水, 按用户所要求的水量保障供给。可是在每一个小时, 清水池的进水量和取水量不会相等, 原因是进水量取决于水厂的生产情况, 而取水量区间于用户的用水情况。因此调度应充分发挥其作用, 合理调整生产运行。
⒈ 清水池每年清洗一次或两次。
2．通气孔必须有防蚊网。
3、 清水池水位每年校对一次。
4、 清水池进出阀门每半年开关一次并加油保养。
5、 清洗清水池时, 严防因地下水位过高将清水池浮起。
七、 运行工艺管理:
1．运行人员清楚运行单池数量、 运行负荷和设原水水质情况。
2．运行人员要掌握运行设备及备用设备的情况。各种阀门开关是否正常。阀门是否灵活, 鼓风机、 反冲泵是否能做到随时好用。能否立即进行反冲洗。如有故障应及时维护修理。
3．每季度对滤池的池壁, 集水槽, 排水渠进行冲刷。防止在滤池中产生二次污染。
4．每季度检查过滤及反冲洗后滤层表面是否平坦, 均匀, 有无裂缝, 以及池壁四周有无脱离池壁现象。
5．每年用高锰酸钾对滤池池壁和集水槽侵泡24小时, 并用水枪清洗池壁。
6．停运滤池要定期换水和反冲洗, 防止滤料板结和藻类、 微生物繁殖。投入运行前应进行反冲洗在投入运行。
7、 停运沉淀池定期换水及用高浓度氧化剂浸泡, 防止斜板老化及微生物污染。
8、 合理调整运行负荷, 减少进水流量的调整幅度及次数。
①斜板沉淀池的沉淀效率高, 水在斜板中的停留时间只有4～5分钟, 因此对进水量和水质的瞬间变化比较难以适应。进水情况一有变化, 立即会影响到出水水质, 几乎无缓冲余地。
②滤池在接近泄漏点时, 由于水量的突然变化, 易造成滤池出水浊度升高, 影响出水水质。
应减少运行负荷的调整或及时调整药剂的投加量。
9、 根据季节确定最佳沉淀池、 滤池负荷。
由于季节的不同原水水质特点不同, 如水温、 水的黏度、 藻类数量等变化也很大。应根据水质特点适当调整运行负荷。
10、 确定最佳取水时间。
在原水富营养化的水体中, 藻类能够改变水体pH值和水中有机物含量, 影响水处理效果。应进量减少8～16点取水厂的取水量, 以降低水处理难度。原因如下:
在正常环境中, 藻类生长多数在光和黑暗交替的条件下生活。在白天, 藻类依靠体内的叶绿素a、 b、 c、 d类胡萝卜素, 藻蓝素, 藻红素等光合作用色素, 从H2O的光解中获得H2, 还原CO2成【CH2O】n。其化学反应式为:
↓光
CO2＋H2O→【CH2O】＋O2
在光合作用中, 叶绿素是将光能转变为化学能的基本物质, 类胡萝卜素是辅助色素, 它和叶绿素相结合, 不直接参加光合反应, 有捕捉光能并将光能传到叶绿素的功能, 还能吸收有害光, 保护叶绿素免遭破坏。
藻类进行光合作用所产生的氧气容于水或释放入大气。
藻类光反应最初的产物ATP和NADPH2不能长期储存, 它们经过光周期把CO2转变为高能储存蔗糖或淀粉, 用于暗周期。在夜晚, 藻类利用白天合成的有机物做底物, 同时利用氧进行呼吸作用, 放出CO2。
藻类的分泌物和藻类尸体分解产生物称为藻类有机物。在其溶于水中的物质中, 60%左右为糖类物质, 40%左右氨基酸、 有机碳、 腐殖质类、 多肽( 藻毒素) 、 糖醛和糖酸类等。藻类有机物浓度增加, 其形成的多聚体阴离子增加。藻类产生的有机物不但是致突变的前驱物质, 而且也是消毒副产物的前驱物。
1、 光照对藻类生长的影响主要表现在:
① 水体中藻类的生长是利用光能进行光合作用合成自身物质的。在一定范围内, 光照强度增加和光照持续时间延长, 藻类的生长率也增加。不同的藻需要不同的光照强度。
② 藻类在水体的垂直分布受光质和光强影响。在水体中, 由于水对各种光波的吸收能力不同, 不同水深具有的光波范围也不同。一般, 蓝藻常集中在表层, 绿藻大都分布在上层, 硅藻一般在绿藻之下。另一方面, 光强限制了藻类向深层分布的深度。
2、 藻类对pH值的影响。
①藻类在生长周期内, 水体pH值变化明显。pH值随着藻种群密度的增加而呈现一定的规律变化。
②在白天足够的光照条件下, 藻类的光合作用占优势, 利用水中的氢还原CO2合成有机物质, 使藻类生物量增加, CO2逐渐减少, 因此在12～24点pH值升高; 反之, 夜间藻类新陈代谢以呼吸作用为主, 消耗氧气产生CO2, 导致pH值在0～12点降低。因此, pH值的变化与藻类的数量及生命活动的旺盛程度( 即处于生长周期的不同阶段) 是密切相关的。主要表现在: 一方面, 水体pH值与藻类生物量之间有相关性, 水体pH值随着藻群密度的增加而升高; 另一方面, 藻类的生命旺盛程度( 藻类活性) 与水体pH值的早晚变化差值△pH之间具有相关性。
八、 采取强化措施。
1、 合理调整PH值确保出水水质。
降低原水PH值能够改进净水药剂的水解条件, 同时降低水中有机物、 藻类的负电位。降低药耗提高出水水质。
在pH值低条件下, 离子态有机物减少, 而分子态有机物增多, 有机物的溶解度下降, 它们相对容易吸附在大量的AL( OH) 3等颗粒上共沉淀; 同时, 混凝剂水解产物带正电荷基团的电荷量增加, 正电荷密度高对水中熔解态有机物的电性中和吸附作用更加明显。
pH值对混凝效果影响表现如下。
⑴影响铝盐适用范围。硫酸铝加入水中后要生成氢氧化铝胶体, 才能起混凝效果, 当pH小于4时, 氢氧化铝就会溶解, 水中只是铝离子, 不起什么混凝作用, 既使投加大量混凝剂, 由于pH值随之下降, 可能效果越来越差; pH值在6.5～7.5时生成的氢氧化铝胶体溶解度小, 混凝效果就好; pH值大于8.5时氢氧化铝又会溶解, 混凝效果差。
⑵水中一些有机物, 如腐殖酸、 富里酸, 在不同pH值时的混凝效果不同。腐殖质含量的原水, 必须使水的pH值小于6, 再加铝盐、 铁盐才可使它沉淀, 否则大部分腐殖质仍呈溶解状态, 水的色度就不能去除。
⑶铁盐的pH值适用范围较铝盐为宽, 一般适用于pH6.0～8.4时, 否则生成的氢氧化铁会溶解, 不会生成氢氧化物沉淀, 起不了混凝作用。
因为投加铁盐或铝盐混凝剂时, 都有其适合的pH值范围, 有些原水为达到最佳混凝, 需要调节pH值。一般加CO2、 HCL、 H2SO4以降低pH值, 但不应采用多投加铝盐或铁盐以降低pH值的方法。有些原水的pH值和碱度低, 就需要投加氢氧化钠或石灰以提高pH值, 用以补偿铝盐或铁盐产生的酸度。
2、 投加助凝剂及助滤剂。
在冬季低温低浊和藻类爆发期, 投加助凝剂和助滤剂可提高出水水质降低药耗。
助滤剂的主要原理是经过加入助滤剂改变进入滤池之前的颗粒或滤料表面性质、 电性与尺寸。改变滤料表面性质可提高颗粒向滤料迁移速度与黏附效率; 改变进入滤池悬浮颗粒的表面性质与尺寸可提高颗粒黏附效率。按照该机理形成的聚合物–颗粒絮体, 使颗粒和黏附作用都得到加强。形成的絮体尺寸比较大, 颗粒之间或颗粒与滤料之间结合紧密, 可抵抗滤池对水流的剪切力, 使滤池工作周期延长。投加助滤剂后, 能有效地降低滤速突然变化引起的悬浮颗粒穿透程度, 保障滤后水水质。
助滤剂的主要种类有: ⑴聚合无机高分子( 如聚合氯化铝、 聚合硫酸铝) ⑵合成有机高分子( 如聚丙烯酰胺、 HAC阳离子絮凝剂) ⑶天然有机高分子( 如骨胶、 海藻酸钠) ⑷氧化剂( 如氯、 臭氧、 二氧化氯等) 。
助凝剂: 凡是改进混凝过程与混凝剂联合使用的药剂都可称为助凝剂。其作用原理与具体用途有关, 对于藻类过量繁殖的情况, 可加入氧化剂进行预氧化提高混凝效果, 也可加入有机高分子助凝剂, 增加絮体密度, 提高混凝沉淀效果; 对于低温低浊水处理, 由于其黏度大, 絮体沉降性能差, 造成混凝剂投加量增大, 此时加入有机或无机高分子助凝剂增大絮体尺寸、 增加絮体密度, 提高沉速; 对于碱度较低的原水, 混凝过程会导致pH下降, 不但影响混凝效果, 而且会产生酸性水, 不利于管网水质稳定, 因此需要投加碱进行pH调整; 对于含藻水和含有有机类色度水( 例如含腐殖酸、 富里酸等) , 不但混凝剂投加量升高, 而且沉降性能恶化, 可加入一定量有机高分子助凝剂提高沉降性能, 也可加入一定量的氧化剂破坏有机物对胶体的稳定作用( 如高锰酸钾、 高铁酸钾) 。对于含铁、 锰地表水, 氧化剂可使铁和