李艷（武漢市自來水有限公司平湖門水廠，武漢430030）

利用實驗室攪拌試驗指導(dǎo)生產(chǎn)

李艷
（武漢市自來水有限公司平湖門水廠，武漢430030）

介紹了根據(jù)工藝設(shè)施、生產(chǎn)實際設(shè)置實驗室攪拌試驗的程序，在攪拌試驗中應(yīng)注意的問題，如何運用攪拌試驗指導(dǎo)生產(chǎn)。攪拌試驗是一種在實驗室模擬水廠混合、反應(yīng)、沉淀等凈化工藝過程的試驗?？膳袛鄡羲畼?gòu)筑物的工況；探索混凝劑和助凝劑的投加量及投加濃度；評價混凝劑、助凝劑和其他化學(xué)藥劑的處理效果，指導(dǎo)凈化藥劑經(jīng)濟合理投加。

GT值；攪拌試驗程序；混凝劑

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.137

1 影響攪拌試驗結(jié)果的因素及設(shè)置攪拌試驗程序時應(yīng)注意的問題

實驗室攪拌試驗投藥、混合、反應(yīng)和沉淀條件都要盡可能模擬水廠的生產(chǎn)實際情況。攪拌試驗是通過攪拌機的攪拌裝置，根據(jù)攪拌程序中設(shè)置的攪拌槳轉(zhuǎn)速、攪拌時間、沉淀時間來模擬水廠的混合、絮凝和沉淀條件，所以要求實驗室攪拌試驗過程盡量與生產(chǎn)過程中的上述條件相接近，否則會導(dǎo)致試驗結(jié)果與實際生產(chǎn)有較大差異，無法準確指導(dǎo)生產(chǎn)。

1.1 正確設(shè)置混合階段的轉(zhuǎn)速和混合時間

攪拌試驗混合階段包括了投加混凝劑及原水與混凝劑混合的過程，混合階段的程序設(shè)置應(yīng)與生產(chǎn)實際相符合，根據(jù)生產(chǎn)實際測試、計算混合階段的速度梯度G值、GT值，并根據(jù)GT值設(shè)置攪拌槳的轉(zhuǎn)速。

1.2 正確設(shè)置反應(yīng)階段的轉(zhuǎn)速和沉淀時間

反應(yīng)階段是從開始形成微小礬花到繼續(xù)吸附、黏著水中雜質(zhì)，使礬花漸漸結(jié)大的過程，需要一定的水力條件。但又要避免因水的流速過大而使已結(jié)大的礬花重新破碎，故要求水流的紊動程度從開始時快速，隨后逐漸減慢。

為使攪拌試驗條件模擬反應(yīng)池中水流紊動速度先快后慢的水力條件，在攪拌程序中依照檢測數(shù)據(jù)將攪拌槳的攪拌轉(zhuǎn)速分為3段由快到慢遞減，反應(yīng)階段的攪拌時間也相應(yīng)分為了3段。另外，由于實際生產(chǎn)中礬花及水中雜質(zhì)在沉淀池中是依靠自身重力從流動的水流中分離出來，而實驗室攪拌試驗沉淀階段時的水流條件是靜止的，沉淀效果要好于實際生產(chǎn)中的沉淀效果，所以為了使實驗室攪拌試驗效果與生產(chǎn)實際相符合，我們在攪拌試驗程序中設(shè)置的沉淀時間比實際生產(chǎn)中的沉淀時間要短。我們用氯化鈉示蹤法檢測到水在沉淀池的沉淀時間是20～30min，在攪拌試驗中縮短了沉淀時間，在攪拌程序中設(shè)置的沉淀時間為10～15min。

在實際生產(chǎn)中由于制水水量、溫度等因素經(jīng)常為變數(shù)，會導(dǎo)致速度梯度G值也相應(yīng)變化，投入混凝劑的量也有所變化。為使實驗室攪拌試驗更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，我們必須隨時根據(jù)實際生產(chǎn)中G值的變化調(diào)整實驗室攪拌試驗程序，這樣才能使攪拌試驗更好地與生產(chǎn)相吻合。

1.3 試驗藥劑對攪拌試驗的影響

混合階段的混凝劑分散速度非常重要，它會對混凝過程產(chǎn)生很大影響。為保證加入混凝劑后有相同的攪拌條件，在實驗室攪拌試驗中混合階段應(yīng)在同一時間內(nèi)將混凝劑投加到各燒杯中。在實驗室攪拌試驗中所用實驗藥劑應(yīng)與生產(chǎn)實際相同，這樣才能試驗結(jié)果更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。

1.4 水溫對攪拌試驗結(jié)果的影響

水溫對混凝效果影響主要表現(xiàn)在2個方面：（1）影響混凝劑的水解速度；（2）影響礬花質(zhì)量，尤其是鋁鹽混凝劑受水溫影響大。在進行攪拌試驗時水溫應(yīng)與實際生產(chǎn)時的水溫相接近，否則試驗結(jié)果會與生產(chǎn)實際有很大差別，在試驗時要盡量排除由于采集水樣和儲存水樣過程中導(dǎo)致水溫的變化。我們做過這樣的試驗，如果把1L水溫為8.0℃水樣放置在溫度25℃的房間內(nèi)，1h后水溫上升0.5℃。所以在夏、冬季室內(nèi)外溫差較大時，做攪拌試驗前，我們應(yīng)把水樣放置在室外，避免水樣在室內(nèi)放置時間過長而引起水溫的變化，導(dǎo)致攪拌試驗結(jié)果與實際生產(chǎn)不相符合。

1.5 原水水質(zhì)對攪拌試驗的影響

水中的pH值、堿度、濁度、雜質(zhì)成分、性質(zhì)、濃度對混凝效果都有影響。進行實驗室攪拌實驗時，必須使用與生產(chǎn)實際相同的原水，這樣的試驗結(jié)果才與實際生產(chǎn)相吻合。

2 利用攪拌試驗數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)

2.1 選擇混凝劑的最佳投加量

混凝劑投加量的多少會直接影響混凝效果。投加量不足或過多都不能得到好的混凝效果。水質(zhì)是不斷變化的，最佳的投藥量各不相同，如何做到即能保證水質(zhì)，又能節(jié)約混凝劑的消耗，可以通過實驗室攪拌試驗來確定混凝劑的投加量。如根據(jù)平湖門水廠的工藝設(shè)施現(xiàn)狀，將沉淀水濁度控制在3～5NTU，可保證0.5NTU出廠水合格率達95%以上。在攪拌試驗中可根據(jù)燒杯出水濁度在3～5NTU時所對應(yīng)的投加量，推斷實際生產(chǎn)中混凝劑的最佳投加量。

對實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，當控制沉淀水濁度在3～5NTU時，實際生產(chǎn)中混凝劑的投加量約為20～22 mg/L，與攪拌試驗結(jié)果較吻合。

2.2 檢驗稀釋礬的凈水效果和選擇稀釋礬的最佳稀釋濃度

通過給排水的相關(guān)知識認識到，在實際生產(chǎn)中，混凝劑在投加之前需用水稀釋到一定濃度后再投加到原水中，可以加快混凝劑在水中的分散程度，提高凈水效果。為了了解混凝劑稀釋后（以下簡稱稀釋礬）的凈水效果和掌握混凝劑最佳稀釋濃度用于指導(dǎo)生產(chǎn)，我們在實驗室進行了攪拌試驗工作。試驗結(jié)果證明采用同樣的混凝劑投加量，投加稀釋礬的燒杯沉淀出水濁度比投加原礬的燒杯沉淀出水濁度低1～2NTU。從實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以看出，在控制沉淀水濁度基本相同情況下，使用稀釋礬比使用原礬節(jié)約消耗約3～4mg/L，降低了生產(chǎn)成本。

2.3 檢驗助凝劑的凈水效果和選擇助凝劑的最佳投加量

長江豐水期原水濁度常達500NTU以上，這時單獨使用混凝劑不能取得理想的凈水效果時，需要投加輔助藥劑以提高混凝效果。如何選擇有效果的助凝劑及助凝劑的投加量均可以通過攪拌試驗來確定，我們選擇了高分子化合物類助凝劑HCA進行攪拌試驗（將助凝劑按混凝劑4‰～6‰的比例溶解在混凝劑中復(fù)合使用），檢測沉淀出水濁度。攪拌試驗中由于原水濁度較高，只投加混凝劑的燒杯沉淀出水濁度比投加混凝劑和助凝劑HCA的沉淀出水濁度高4～6NTU。

在原水濁度高達700NTU的情況下，投加混凝劑20～22mg/L，助凝劑0.10～0.11mg/L，可控制沉淀出水濁度在3～5NTU。

我們認為在原水高濁度條件下，投加助凝劑沉淀出水濁度好于單純投加混凝劑的沉淀出水濁度，而且消耗有大幅度下降，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語

利用實驗室攪拌試驗指導(dǎo)實際生產(chǎn)，便于查找生產(chǎn)工藝流程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，更加經(jīng)濟合理地選擇和使用各種混凝劑、助凝劑，為保證安全優(yōu)質(zhì)供水，節(jié)能降耗提供科學(xué)依據(jù)。

【1】盛學(xué)章.廣東歐科空調(diào)制冷有限公司國家認可實驗室揭牌[J].機電信息，2011(22):156-157.

【2】郝麗娟.國內(nèi)首家合資第三方汽車零部件實驗室落滬[J].汽車零部件，2010(3):34-35.

Use Laboratory Mixing Test to Guide Production

LI Yan
(Wuhan Water supply Co.Ltd.,Pinghu Men Waterworks,Wuhan430030,China)

This paper introduces how to set up the laboratory mixing test procedure according to the process facility and the productionactuality. In the stirring test,we should pay attention to how to use the stirring test to guide the production. Stirring test is a laboratory simulation ofwater plant mixing, reaction, precipitation and other purification process testing methods. It can estimate the condition of water purificationstructures ,explore the dosage and concentration of coagulant, evaluate the treatment effect of coagulant and others, guide the purification additivedosing reasonably and economically.

GT value;stirring test procedure;coagulant

TU991.22

A

1007-9467（2016）12-0086-02

2016-10-31

李艷（1972～），女，湖北武漢人，助理工程師，從事水質(zhì)管理及水質(zhì)檢驗研究。