王小利

（山西金承環(huán)境工程有限公司，山西 太原 030000）

引言

我國北方的冬季，受污染水體溫度較低，傳統(tǒng)的凈水工藝為：混凝-沉淀-過濾-消毒，該工藝處理低溫低濁度水時(shí)，加大藥劑投加量也難以發(fā)揮理想的效果。使得出水濁度較高，達(dá)不到相應(yīng)的出水水質(zhì)要求。針對此問題，在把握混凝、絮凝、沉淀、過濾機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步研究，發(fā)展了微絮凝強(qiáng)化過濾工藝。該工藝沉淀過程和絮凝過濾同時(shí)進(jìn)行。由于省去了沉淀設(shè)備，微絮凝強(qiáng)化過濾工藝占地面積小；且反應(yīng)過程中僅僅產(chǎn)生微小的絮體即可，投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用整體較低，凈水效率高。微絮凝強(qiáng)化過濾工藝對處理低溫低濁度及含一定有機(jī)污染物的水質(zhì)具有良好的成效[1-2]。

1 基本原理及特點(diǎn)

向一定濁度的原水中投加混凝劑后，混凝劑在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生絮凝，水中懸浮膠體物質(zhì)發(fā)生脫穩(wěn)、聚結(jié)，從而形成相當(dāng)粒徑的顆粒，然后馬上進(jìn)入濾池進(jìn)行過濾，這種工藝稱為“微絮凝強(qiáng)化過濾”。微絮凝過程形成一定數(shù)量的聚集體，這些聚集體進(jìn)行絮凝反應(yīng)，形成的絮狀物在濾池中通過濾料層吸附截留，從而去除。微絮凝強(qiáng)化過濾工藝有以下特點(diǎn)：

1）微絮凝過濾的濾料層在發(fā)揮絮凝作用的同時(shí)，還具備著過濾截留的作用。與常規(guī)的混凝-沉淀-過濾工藝相比，微絮凝強(qiáng)化過濾工藝所需的料粒徑較大，濾料層厚度與上述過濾工藝相比有些增加，懸浮膠體物質(zhì)轉(zhuǎn)移至濾料層的深部變得更加輕松。故導(dǎo)致雜質(zhì)所穿透的更深，有效增加了濾料層的整體含污能力。

2）被處理的污水進(jìn)入濾池之前，微絮凝過程利用的是微小渦流的高效率凝聚，為避免堵塞濾料層表面孔隙，不使之產(chǎn)生大的絮狀物，只需產(chǎn)生微小絮體即可[3]。因此，只需加入少量的高分子助凝劑，以提高微小絮體的強(qiáng)度和黏附力，即可避免黏附在濾料層上的雜質(zhì)顆粒物脫落。故微絮凝強(qiáng)化過濾工藝降低了系統(tǒng)藥劑消耗量，可極大地節(jié)約運(yùn)行成本。

3）傳統(tǒng)的絮凝過濾工藝，過濾前需經(jīng)過混合反應(yīng)池及混凝沉淀池；微絮凝強(qiáng)化過濾工藝中沉淀過程和絮凝過濾同時(shí)進(jìn)行。因此，微絮凝強(qiáng)化過濾工藝占地面積小，投資費(fèi)用整體較低，凈水效率高，在工程應(yīng)用中帶來良好的成效。

2 微絮凝強(qiáng)化過濾工藝適用條件

2.1 低溫、低濁水處理

北方的冬季水體溫度低，是低溫低濁度水處理效果差的主要原因。傳統(tǒng)絮凝過濾工藝中，當(dāng)水體溫度低時(shí)，向受污染的水體中加入絮凝劑，絮凝劑與水中污染物凝聚成的絮狀物小而松散，且絮凝過程極為緩慢，使得污水中粒徑較小的懸浮顆粒物和膠體物質(zhì)不易沉降，在水中呈現(xiàn)長時(shí)間的懸浮狀態(tài)，使污水處理效果差。且污水濁度較低時(shí)，顆粒物質(zhì)之間的距離拉大，碰撞次數(shù)減少，這對于絮狀物的形成產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而使得絮凝效果變差。

而微絮凝強(qiáng)化過濾工藝中，根據(jù)其作用原理，其本身只需要生成微小絮體，不需要形成較大的絮狀物，因此，水處理效果不會(huì)因?yàn)樗|(zhì)為低溫低濁度而變差。故微絮凝強(qiáng)化過濾工藝適用于低溫、低濁水處理。

2.2 含一定有機(jī)污染物的源水

當(dāng)前，隨著新型材料不斷研發(fā)，我國水源中有機(jī)污染物種類和數(shù)量不斷增加。這些有機(jī)污染物不能夠被常規(guī)的水處理工藝所去除，研究表明，微絮凝強(qiáng)化過濾工藝對此具有一定的處理效果。微絮凝強(qiáng)化過濾工藝過程中形成的絮狀物，能夠吸附和去除有機(jī)污染物、膠體物質(zhì)等，同時(shí)能夠去除膠體表面吸附的有機(jī)物[4]。

3 主要參數(shù)分析

3.1 絮凝劑種類

微絮凝強(qiáng)化過濾工藝中，絮凝體部分絮凝反應(yīng)發(fā)生在濾層中間，所以，選擇合適的絮凝劑對水處理效果產(chǎn)生直接影響。研究表明，聚合氯化鋁能夠有效處理低溫低濁度污水、有色水和受微污染水，其作用主要體現(xiàn)為：聚合氯化鋁能夠加快絮體沉積速率、加深形成的絮體在濾料層內(nèi)的穿透厚度，避免濾料層堵塞，提高過濾系統(tǒng)的運(yùn)行周期及系統(tǒng)產(chǎn)水率。

3.2 藥劑投加量

與傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾工藝相比，微絮凝強(qiáng)化過濾工藝未設(shè)沉淀池，不具備一定的緩沖作用，所以，對藥劑加入量較為嚴(yán)格。當(dāng)系統(tǒng)中藥劑加入量過多時(shí)，水中會(huì)產(chǎn)生既多又大的絮狀物，使得污染物僅在濾料表面進(jìn)行過濾，不能在整個(gè)濾料層進(jìn)行截污過濾，從而不能發(fā)揮微絮凝過濾作用。當(dāng)系統(tǒng)中藥劑加入量不夠時(shí)，若形成的絮狀物太小，容易穿過濾料層，影響出水水質(zhì)。因此，后續(xù)的研究過程中，要多次進(jìn)行試驗(yàn)；工程中，嚴(yán)格對系統(tǒng)藥劑加入量進(jìn)行監(jiān)測和控制，選擇合適的投加量。

3.3 濾料

濾料選擇直接關(guān)系到過濾效果的好壞，依照微絮凝強(qiáng)化過濾的特點(diǎn)，結(jié)合微絮凝強(qiáng)化過濾原理，選取濾料時(shí)，要選用孔隙率大、吸附能力強(qiáng)、攔截污染物能力、又粗又厚的較大顆粒的均質(zhì)濾料。使得懸浮膠體顆粒更加容易遷移到濾料層深部，從而提高濾料層整體的含污能力及過濾效率。

此外，微絮凝時(shí)間、水力攪拌強(qiáng)度的選取也直接關(guān)系到微絮凝強(qiáng)化過濾處理污水效果。當(dāng)微絮凝時(shí)間控制的過于短暫時(shí)，污水中微小絮體還未來得及形成，就進(jìn)入后續(xù)的過濾工段，使得微絮凝過濾未能充分發(fā)揮作用；若將微絮凝時(shí)間控制的過長時(shí)，形成的微小絮體還未進(jìn)入濾池時(shí)，部分絮體在混合反應(yīng)池中進(jìn)行沉淀，依然未能發(fā)揮微絮凝強(qiáng)化過濾工藝的作用。同理，攪拌強(qiáng)度對微絮凝強(qiáng)化過濾工藝也有一定的影響。當(dāng)攪拌強(qiáng)度過小時(shí)，污水中的顆粒物質(zhì)之間，以及顆粒物和藥劑之間碰撞次數(shù)減小，未能很好的促進(jìn)絮體的形成；攪拌強(qiáng)度過大，則會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)形成的微小絮體破碎，形成新的顆粒雜質(zhì)[5]。

4 結(jié)語

微絮凝強(qiáng)化過濾工藝僅需產(chǎn)生微小的絮體，因此，只需向系統(tǒng)內(nèi)投加少量的高分子助凝劑，系統(tǒng)藥劑消耗量呈現(xiàn)明顯的降低；并且微絮凝過濾的濾料層在發(fā)揮絮凝作用的同時(shí)，還具備著過濾截留的作用。懸浮膠體顆粒所穿透的深度較大，濾料層含污能力提高，過濾效率提高[6]，可極大地節(jié)約運(yùn)行成本。另外，微絮凝強(qiáng)化過濾工藝中沉淀過程和絮凝過濾同時(shí)進(jìn)行，處理單元較為簡單，系統(tǒng)占地面積小，投資費(fèi)用整體較低。

我們應(yīng)對微絮凝強(qiáng)化過濾工藝進(jìn)行深入的研究和探討，認(rèn)真把握微絮凝強(qiáng)化過濾工藝對低溫低濁度及含一定有機(jī)污染物的源水處理效果的影響因素，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化試驗(yàn)參數(shù)，推動(dòng)微絮凝強(qiáng)化過濾工藝在國內(nèi)外水處理領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。