大河东水库水厂处理工艺研究

2022-09-10

1 水厂存在的问题

大河东水库位于崂山区沙子口街道办事处东北约5km的大河东村,大河东河中游。控制流域面积13.01km2。水库总库容4 4 0.1万m 3,兴利水位8 4.8 0 m,兴利库容400.00万m3。大河东水库于1993年6月动工兴建,1996年12月建成蓄水,是一座以城市供水为主的小型水库。

大河东水库是崂山区最大的水源地,水库水厂于同期建成并发挥作用,日供水能力2万m3。水厂为斜板式沉淀池配无阀滤池,其处理工艺为人工加中和剂、沉淀剂、絮凝、沉淀、过滤、消毒;由于先天不足,存在者许多问题。

1.1 水厂絮凝效果不佳

目前影响混凝效果有以下几点因素:混凝剂与水的混合强度要大、混合时间要短;反应强度要适宜;水的p H值要偏碱性;水的色度要低,水温要高。

1.2 工艺流程不完整

水处理工艺流程主要由以下几步:消毒、混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒。大河东水库水厂混凝剂加药点到混凝池之间的混合时间过短,“混合”是其他后续工艺的前提和保证,经计算我们水库水厂现在的药品从投加点到絮凝池停留时间仅为45秒,时间过短,药品没来得及与水充分混合就进入到下一步工艺中去,由于混合的不充分使得后续絮凝工艺的时间也不是很成分。

1.3 加碱程序落后

大河东水库源水p H值在6.20左右,只加絮凝剂使水处理效果不甚理想,经过长期摸索实验得出大河东源水p H值7.50左右水处理效果最好、最经济。由于碱投放原始,造成药品投加没有合理化规律,使得处理水质不稳定,使得水质得不到保证,并且增加了生产成本。

1.4 设施简陋

现在运行使用的拌料器过于原始使得搅拌效果不稳定,聚合氯化铝溶液池没有设搅拌设备,使得制作好的药品容易沉降,而沉降的物质恰恰是水处理过程中絮凝繁花所需的物质,这样不但起不到较好的絮凝效果,而且容易堵塞计量泵影响水泵使用寿命。

2 常规处理工艺与研究

2.1 增加混凝剂效果好

研究表明,随着混凝剂加注率的增加,形成絮体的吸附位也增多,可充分发挥吸附架桥作用,对有机物的吸附去除效果自然也提高。当然,若投加过多时,肢体颗粒会出现重新稳定的现象。在不同的p H值下,水中有机物表面的性质会发生变化,絮凝体对有机物的吸附性能也不同。

试验揭示:水中浊度和耗氧物的去除随混凝剂加注率增加有一定的提高,投加率增加到300%时,滤后水浊度从常规处理的0.37NTU下降至0.22NTU;CODMn去除率比常规加注率增加6%。投加率增加而去除率略增或不变,说明含不饱和键有机物的去除率随混凝剂加注率变化程度小于耗氧物质。

2.2 氧化氯对水质的影响

氧化氯的氧化和消毒性能介于氢和臭氧之间,它的杀菌能力较氯强,剩余量更稳定,并能有效地控制水的色度、嗅昧。此外,氧化氯与水中有机物不产生三卤甲烷或只产生少量的氯化有机物。氧化氯对水质有提高作用,主要表现在以下几个方面。

2.2.1 去酚能力增强

氧化氯对酚的氧化能力较强,在氧化氯量大于酚时,酚被迅速地氧化成p—苯酮、马来酸、乙二酸等。此外,氧化氯只发生氧化反应,不与酚反应生成氯酚。试验表明,氧化氯去除酚的效率较高,当加注量为0.4mg/L时,酚的去除率可达到85%~94%。在氯对照组中,从氯的形态可见,滤后水中是游离氯时,原水中酚有明显的降低;滤后水中是化合氯时,酚没有降低现象。由于氧化氯去除酚的能力不受原水的影响,氧化酚的能力最强,游离氯次之,化合氯对酚几乎无氧化能力。

2.2.2 降低水的嗅阈值

试验表明,氧化氯对水的嗅阈值处理效果受到水质影响,投加氧化氯后的嗅阈值均比氯平均低38%左右,表明使用氧化氯可有效地降低水的嗅阈值。

2.2.3 降低氯消毒副产物

氧化氯和氯消毒水的对比试验表明,氧化氯消毒基本不生成常规氯消毒处理所生成的副产物,氯仿可降低95%,一溴二氯甲烷降低94%~98%,一氯二溴甲烷降低9 6%,四氯化碳降低8 7%,T O X降低7 5%,V O C降低6 8%,T H M F P降低2 0.4%,色谱峰数降低37%。随着氧化氯加注量增加,p H值略有下降,这与氧化氯溶液的酸度有关。

3 改进后的工艺

针对大河东水库水厂现状,本着提高水质、降低生产成本的原则,结合大河东水库源水水质,根据各种助凝剂、中和剂、絮凝剂搭配对比组合试验,找出了絮凝效果最好,又能降低生产成本的助凝剂、中和剂、絮凝剂搭配。同时,工艺中须增加混合、加碱、加矾程序。

3.1 静态管式混合器

为达到药品和水充分混合的目的和要求,使得药品在经过管子时能够不断改变方向与水充分混合,增加混合时间;同时也为后续工艺的运行提供保证,在絮凝剂加药点安装一台“静态管式混合器”,该仪器在全国各大水厂得到广泛应用,效果很明显。

3.2 改善加碱流程

根据大河东水库水厂的运行情况,购置了一套集拌料、匀料、投加于一体的加碱设备,将碱溶化成合理浓度的溶液,用机械设备投加碱液既避免了药品的浪费,也使出厂水水质及PH值保持稳定。另外,从节省成本的角度考虑,现在是直接成包投加,一天大约需要投加5包才能保证水质,每包88元,共计4 40元一天,而使用设备后一天大约只需要加碱1包左右,每天成本就可节省350元左右。

3.3 增加一套加矾设备

针对现在的不足之处,购置了一套集拌料、匀料、投加于一体的加矾设备,这样不但可以使得拌料均匀,而且在药品投加使用过程中也可以保证聚合氯化铝溶液在池中均匀不沉降,这样既保证了水质的稳定,从节省成本的角度计算,由于混凝剂药品在溶液池中会不断沉降使得药品成分不稳定,导致药品投加没有规律,现在根据经验一天要投加7包混凝剂,一包50元,一天共计350元;如果采用新设备,可以使混凝剂药品成分相对稳定,也可以适当降低混凝剂浓度,一天大约只需要投加4包左右药品,这样一天可节省药品成本150元左右。