吳敬波

（淮安市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 江蘇淮安 223001）

民以食為天，食以水為先。水是人類生存的基本物質(zhì)資源之一，人類的生產(chǎn)生活與水息息相關(guān)，其質(zhì)量影響著人們的身體健康。但是自從工業(yè)革命以來，特別是二戰(zhàn)以來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的急劇發(fā)展、環(huán)境保護(hù)措施的不力以及人類活動(dòng)的增加，各種各樣的工業(yè)廢水和生活污水排向天然水體，引起了天然水體中有機(jī)物的急劇增加，水源污染日益嚴(yán)重[1]。

我國水體已經(jīng)受到嚴(yán)重污染，但水環(huán)境所要承受的污染物有增無減。在我國現(xiàn)有的660多個(gè)城市中，僅有123個(gè)城市有307座不同處理等級(jí)的城市污水處理廠，其中污水二級(jí)處理率僅為10%左右。全國17000個(gè)建制鎮(zhèn)、絕大多數(shù)沒有排水和處理設(shè)施。在2006年，我國廢水排放總量為536.8億噸（其中工業(yè)廢水排放量為240.2億噸，生活污水排放量為296.6億噸），比上年增加2.4%；化學(xué)需氧量排放量1428.2萬噸（其中工業(yè)排放量為541.5萬噸，生活排放量為886.7萬噸），比上年增加1%。隨著城市化水平的上升，工業(yè)用水的增加，污廢水的排放量將會(huì)不斷增加，由于污廢水的處理和回收利用偏低，更加劇了水環(huán)境的惡化，使飲用水及工業(yè)用水的水源水質(zhì)受到極大影響[2]。

1 混凝理論

膠體顆粒表面能很大，可吸附溶液中離子或極性分子，形成膠體雙電層結(jié)構(gòu)。膠體可在水中長期保持懸浮分散狀態(tài)而不聚集下沉。按DLVO理論，這是由于膠體顆粒具有聚集穩(wěn)定性，即帶同性電荷膠體顆粒之間由于電斥力或水化膜的阻礙而不能相互聚集的現(xiàn)象。聚集的穩(wěn)定性主要決定于膠體ζ電位，ζ電位一旦降低或消失，水化膜也隨之消失，膠體粒子失去聚集穩(wěn)定性，就可在布朗運(yùn)動(dòng)作用下碰撞聚集，沉淀就會(huì)發(fā)生。

2 強(qiáng)化混凝處理有機(jī)污染原水的試驗(yàn)研究

在水處理過程中，影響混凝效果的因素十分復(fù)雜?；炷Ч暮脡闹饕Q于混凝劑的性質(zhì)和混凝設(shè)備的動(dòng)力學(xué)條件兩個(gè)因素。本文對(duì)混凝過程中混凝劑作用機(jī)理及混凝設(shè)備動(dòng)力學(xué)等相關(guān)問題進(jìn)行了探討，試驗(yàn)以沉后水濁度和CODMn等指標(biāo)對(duì)混凝效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

本試驗(yàn)混凝沉淀池裝置安裝于某電廠化學(xué)水處理間內(nèi)，設(shè)計(jì)處理水量2m3/h，混凝池和沉淀池合建于一體?；炷氐倪M(jìn)水管路上裝有玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，并在流量計(jì)后投加PAC混凝劑。反應(yīng)采用網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池，有效反應(yīng)時(shí)間為13分鐘；沉淀采用斜板沉淀池，斜板材質(zhì)為聚丙烯，沉淀池清水區(qū)的上升流速為2.5 mm/s?；炷恋沓卦O(shè)備的外形尺寸為：長×寬×高=1.35m×0.70m×2.80m，有效水深2.55m。

本次試驗(yàn)研究中，采用管式微渦混合設(shè)備來實(shí)現(xiàn)混合的亞微觀傳質(zhì)。這種混合設(shè)備可通過控制水流的速度和水流空間的尺度，以及速度零區(qū)的范圍來造成高比例高強(qiáng)度的微渦旋，從而充分利用微小渦旋的離心慣性效應(yīng)使混凝劑的水解產(chǎn)物瞬間進(jìn)入水體細(xì)部，使膠體顆粒快速脫穩(wěn)，避免了高濁時(shí)局部藥劑浪費(fèi)而局部藥劑不足的現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)于低濁水的混合，該設(shè)備可迅速使其間膠體顆粒脫穩(wěn)析出，同時(shí)較強(qiáng)的剪切作用避免了微絮體的不合理長大，從而保證單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)，為微小礬花的凝并提供了物量的保障[3]。

依據(jù)淺池理論及對(duì)顆粒沉降中湍流擾動(dòng)的抑制，試驗(yàn)研究中應(yīng)用了小間距斜板。傳統(tǒng)沉淀理論認(rèn)為斜板、斜管沉淀池中水流處于層流狀態(tài)。其實(shí)不然，實(shí)際上在斜管沉淀池中水流是有脈動(dòng)的。當(dāng)斜板中大的礬花顆粒在沉淀中與水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在礬花顆粒后面產(chǎn)生一系列小渦旋，這些渦旋的產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)造成了水流的脈動(dòng)。這些脈動(dòng)對(duì)于大的礬花顆粒的沉淀并無多大影響，但對(duì)反應(yīng)不完全小顆粒的沉淀卻起到不可忽視的頂托作用，故此也就影響了出水水質(zhì)。

3 高效混凝沉淀技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的研究

電廠原水取自淮安里運(yùn)河，運(yùn)河中水流速較小，運(yùn)河上游兩側(cè)為工業(yè)區(qū)，主要有造紙、印染、鋼鐵、化工合成產(chǎn)業(yè)，各工廠污水經(jīng)過處理后排入該運(yùn)河，排放的污水多數(shù)不能達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，所以河水中有機(jī)物含量較高。實(shí)例設(shè)計(jì)規(guī)模為最高供水量為600 m3/h，主要工藝流程如下：

本實(shí)例的運(yùn)行水量為300~650m3/h，針對(duì)一年四季不同水溫水質(zhì)的情況，選取比較有代表性的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，沉淀池的出水濁度均小于3.0NTU，CODMn的去除率均能達(dá)到50%左右。本實(shí)例采用的高效混凝沉淀工藝技術(shù)，凈水處理系統(tǒng)先進(jìn)方便而且實(shí)用，使電廠的原水預(yù)處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，節(jié)省了人力。且系統(tǒng)自運(yùn)行以來，運(yùn)行情況穩(wěn)定，處理效果好。即使在原水水質(zhì)變化的情況下，仍能保持較好的處理效果。同時(shí)也能充分發(fā)揮無機(jī)高分子混凝劑的優(yōu)異混凝效能，達(dá)到降低藥量和節(jié)能目的。

總之，水體污染日益加劇的今天，人民的生活水平在不斷提高，對(duì)生產(chǎn)、生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越高，有機(jī)物污染的給水處理已成為一項(xiàng)非常重要且迫切需要解決的課題。高效混凝沉淀工藝，在挖掘常規(guī)工藝潛力的同時(shí)，充分發(fā)揮水處理工藝的整體凈化作用，不僅能有效去除原水中的有機(jī)污染物，而且能對(duì)消毒副產(chǎn)物前體物有一定的去除作用，同時(shí)具有一定的經(jīng)濟(jì)合理性。為新建水廠和改造現(xiàn)有水廠的工藝選擇、設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供數(shù)據(jù)。因此，本研究具有一定的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

[1]胡淳良，張碩，王國華，劉明明，王逸賢.高鐵酸鹽預(yù)氧化強(qiáng)化混凝技術(shù)處理微污染原水[J].中國給水排水，2011(17).

[2]劉玉琛，張金同，李哲.水污染深度處理研究初探[J].黑龍江科技信息，2007(03).

[3]汪德生，張洪林，蔣林時(shí),邱峰.微生物絮凝劑發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].工業(yè)水處理，2004(09)