張智斌 劉鳳 于子涵

摘 要：主要介紹了焦家金礦井下水處理工程運(yùn)行以來由于進(jìn)水濁度過高引發(fā)的相關(guān)問題，確定增加預(yù)處理系統(tǒng)；通過實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)合水質(zhì)情況，進(jìn)行預(yù)處理系統(tǒng)工藝選擇及設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：預(yù)處理；高濁度；絮凝沉淀；多介質(zhì)過濾；工藝

焦家金礦井下水處理工程針對(duì)望兒山井下水氯鹽含量高、總硬度高等特點(diǎn)進(jìn)行研究建設(shè)，該系統(tǒng)主要由外置柱式超濾（UF）系統(tǒng)、反滲透（RO）系統(tǒng)組成。日產(chǎn)凈水量可達(dá)到1800m?。自運(yùn)行以來，產(chǎn)品水水質(zhì)良好，各主要指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。主要供給礦區(qū)日常洗浴、鍋爐及空壓機(jī)用水，并計(jì)劃逐步替代自來水對(duì)全礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水供應(yīng)。為井下水在礦區(qū)內(nèi)部循環(huán)利用與資源化，增加礦區(qū)可用水量開辟了一條新途徑，是我礦節(jié)能降耗的又一重大舉措。

一、存在的問題及增加預(yù)處理系統(tǒng)的必要性

（一）存在問題。運(yùn)行以來，系統(tǒng)前端自清洗過濾器頻繁堵塞，一般一周左右需要停機(jī)清洗，影響正常供水。UF系統(tǒng)產(chǎn)水量不斷下降，運(yùn)行三個(gè)月后，兩臺(tái)系統(tǒng)產(chǎn)水量不足80m?/h，比初始值下降20%左右，超濾膜出現(xiàn)堵塞，進(jìn)行停機(jī)維護(hù)。

（二）原因分析：選取不同時(shí)段，不同位置取水下2.5m處水樣進(jìn)行濁度檢測(cè)，原水經(jīng)前期水池沉淀后，仍然存在大量雜質(zhì)，造成系統(tǒng)進(jìn)水濁度過高（濁度值達(dá)到8—18NTU之間），超出允許值。

（三）增加預(yù)處理系統(tǒng)必要性：1、進(jìn)水濁度過高，自清洗過濾器堵塞需停機(jī)清洗，花費(fèi)人機(jī)成本高，且影響正常供水；長(zhǎng)期過濾高濁度原水，超濾膜易污堵，若在此狀態(tài)下設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致污堵無法通過化學(xué)清洗恢復(fù)膜通量，造成超濾膜的損壞；2、水池各液位濁度變化不大，采用抬高供水位置方法無法取得較好的效果。

綜上分析，系統(tǒng)前端需要增加可靠的預(yù)處理系統(tǒng)，避免高濁度原水直接進(jìn)入超濾系統(tǒng)。

二、預(yù)處理系統(tǒng)工藝選擇設(shè)計(jì)

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)分析，確認(rèn)污染物質(zhì)主要為膠體雜質(zhì)，必須投加藥劑使其脫穩(wěn)，才能沉淀下來。采用水處理常規(guī)工藝混凝沉淀+過濾作為預(yù)處理系統(tǒng)。

（一）藥劑實(shí)驗(yàn)研究

1、實(shí)驗(yàn)藥品種類及配比。30%聚合氯化鋁（PAC），稱重2.5g，加入250mL水，配成1%藥液待用；26%聚合氯化鋁，稱重2.5g，加入250mL水，配成1%藥液待用；聚合硫酸鐵（FPS） ，稱重2.5g，加入250mL水，配成1%藥液待用；2000萬分子量聚丙烯酰胺（PAM），稱重0.5g，加入500mL水，配成0.1%藥液待用。

2、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)。原水濁度測(cè)試6次，分別為9.45NTU、12.15NTU、14NTU、9.85NTU、12.43NTU、8.95NTU。

A）取1升原水，投加6mLFPS（60mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測(cè)試濁度為28NTU；再投加2mLPAM（2mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測(cè)試濁度為7.91NTU；再靜止30分鐘，測(cè)試濁度為5.66NTU。沉淀后燒杯中水顏色發(fā)黃。

B）取1升原水，投加2mLPAM（2mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測(cè)試濁度為10.08NTU；再靜止60分鐘，測(cè)試濁度為8.83NTU。

C）取1升原水，投加3mL30%PAC（50mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測(cè)試濁度為13NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測(cè)試濁度為3.9NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌1分鐘，靜止10分鐘，測(cè)試濁度為1.96NTU；

D）取1升原水，投加3mL30%PAC（30mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌10分鐘，靜止10分鐘，測(cè)試濁度為9.03NTU；

E）取1升原水，投加5mL30%PAC（50mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌10分鐘，靜止10分鐘，測(cè)試濁度為2.06NTU；再靜止5分鐘，測(cè)試濁度為1.65NTU；

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

單獨(dú)投加PAC或者PAM效果不好；投加FPS和PAM出水濁度不佳，并且有色度產(chǎn)生。較佳的配置是同時(shí)投加PAC50mg/L、PAM1mg/L，經(jīng)過10分鐘攪拌和15分鐘沉淀，出水濁度可達(dá)1.65NTU，能夠滿足要求。

混凝沉淀能夠去除大部分水中的膠體物質(zhì)，但是出水仍然有些許顆粒物，如果增加多介質(zhì)過濾效果更佳。

（二）水處理總體總體工藝簡(jiǎn)述

機(jī)械攪拌絮凝池：機(jī)械攪拌絮凝池是利用機(jī)械攪拌器的旋轉(zhuǎn)，增大絮凝體的碰撞機(jī)率，提高絮凝效率。

斜管沉淀池：是指在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有斜管的沉淀池。利用了層流原理，提高了沉淀池的處理能力；增加了沉淀池的沉淀面積，從而提高了處理效率。

多介質(zhì)過濾器：內(nèi)裝優(yōu)質(zhì)石英砂、無煙煤，顆粒均勻，強(qiáng)度高，運(yùn)行穩(wěn)定。能有效截留更多的懸浮物、膠體等雜質(zhì)在過濾器中。

三、結(jié)論

混凝沉淀多介質(zhì)過濾是集反應(yīng)、沉淀、多介質(zhì)過濾于一體的高效凈水系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，操作管理方便，凈化效果好，性能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。該工藝適用于原水濁度范圍寬、水質(zhì)變化大的原水預(yù)處理。