斜管沉淀池絮凝體上浮成因及對策

彭營環(huán)，宋 沖，劉淑剛

（濰坊市白浪河水庫管理局，山東 濰坊 261052）

2006年5月，濰坊市白浪河水廠斜管沉淀池投入運行。運行曾一度出現(xiàn)絮體突然上浮聚集于池面的現(xiàn)象，該現(xiàn)象使濾池的過濾周期縮短，濾后水濁度升高，影響了制水生產(chǎn)。經(jīng)觀察、研究、試驗，提出解決辦法，以進一步改善水質(zhì)。

1 水廠運行狀況簡介

白浪河水廠為濰坊市最大的水廠，其水處理能力為20×104m3/d。原水取自白浪河水庫，原水濁度常年不高，夏季最高時在20 NTU左右。白浪河水廠的凈水工藝流程為：原水→小網(wǎng)格反應(yīng)池→斜管沉淀池→V型濾池→清水池→清水泵房→用戶。

運行中白浪河水廠斜管沉淀池存在如下現(xiàn)象：

1）斜管沉淀池清水區(qū)每日午后易發(fā)生細碎礬花上浮，間或有大塊礬花團上浮。上浮的泥渣聚集于孔式集水槽之間，呈乳黃色。部分礬花顆粒隨出水流入V型濾池，堵塞表層濾料孔隙，使濾池的過濾周期縮短。

2）每次沉淀池突然發(fā)生絮體大量上浮現(xiàn)象持續(xù)的時間為6 h左右，然后會逐漸自然消失。現(xiàn)象發(fā)生時水溫略高，原水濁度波動不大。

3）小網(wǎng)格反應(yīng)池反應(yīng)末端分格，表面大部分時間均被上浮的礬花覆蓋，只是礬花的大小、密實度時有變化。當(dāng)沉淀池出現(xiàn)絮體上浮時，反應(yīng)池分格中的泥渣厚度明顯加大，礬花密實度降低。

4）斜管沉淀池絮體上浮現(xiàn)象發(fā)生時，提高投藥量，可以發(fā)現(xiàn)絮體上浮明顯減少甚至消失。

2 原因分析

斜管沉淀池清水區(qū)每日午后發(fā)生細碎礬花上浮現(xiàn)象時，用1 L燒杯在反應(yīng)池末端取樣進行30 min靜沉試驗，發(fā)現(xiàn)礬花顆粒結(jié)構(gòu)疏松、質(zhì)輕，呈懸浮狀態(tài)。因此，初步推斷絮體上浮與礬花密實度存在一定的因果關(guān)系。對下列可能成因進行辨別分析：

1）藻類作用對其上浮的影響。盡管原水取自水庫，水體中在夏季藻類含量可能較高。藻類代謝產(chǎn)生的有機物對絮凝和過濾也有影響，其原因是該有機物中的酸性物質(zhì)與混凝劑(鐵鹽或鋁鹽)的水解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成的表面絡(luò)合物附著在絮體顆粒表面，阻礙了顆粒相互碰撞，因此必須增加混凝劑的投量，補償由于表面絡(luò)合物的形成對顆粒脫穩(wěn)和絮凝造成的影響。藻的存在影響原水混凝效果。

2）水體溫差對其上浮的影響。池體溫差導(dǎo)致池體局部出現(xiàn)短流、異重流，導(dǎo)致形成的礬花出現(xiàn)上浮。

3）混凝劑投加量對其上浮的影響。控制混凝劑投加量可以抑制絮體上浮現(xiàn)象的發(fā)生。對2組斜管沉淀池進行生產(chǎn)對比試驗，一組仍按照原量加聚合硫酸鐵；一組大量投加，一段時間后發(fā)現(xiàn)大量加藥的一組沉淀池絮體上浮現(xiàn)象逐漸減輕和消失，另一組沉淀池則現(xiàn)象依舊。因此，可以斷定在保證濁度去除率的同時提高水中有機物、藻類的去除率，強化混凝處理無疑是一個好辦法。強化混凝就是通過投加助凝劑、提高投藥量等措施，發(fā)揮混凝的最佳效果，盡可能地去除混凝階段能夠去除的成分，特別是有機成分、藻類等物質(zhì)。

4）排泥對其上浮的影響。現(xiàn)運行的4座斜管沉淀池，一段時間其中1座斜管沉淀池刮泥機曾出現(xiàn)運行故障，停止運行，此段時間該池礬花上浮明顯高于其他3座沉淀池。

3 解決方法

通過以上分析可知，斜管沉淀池絮體上浮產(chǎn)生的機理成因可歸結(jié)為：原水中藻類作用、沉淀池排泥時間、水體溫差影響等。因此，可以考慮從以下幾方面研究解決問題的方法：

1）合理調(diào)整水庫運行模式。及時掌握水庫運行和供水情況，合理調(diào)整水庫運行模式，適當(dāng)提高水庫運行水位。通過提高水庫運行水位帶來的稀釋作用和水質(zhì)變化，降低藻類含量，抑制藻類繁殖。鑒于原水水質(zhì)受輕微污染，枯水季節(jié)含有較高濃度的藻類、有機物，而且常年濁度不高，采取氣浮工藝效果明顯。

2）合理調(diào)整排泥時間。在沉淀池出水側(cè)沿池長加置一條集泥槽，槽中置有穿孔吸泥管，穿孔排泥管與刮泥機聯(lián)動，當(dāng)刮泥板將泥刮至集泥槽邊緣時，大量污泥涌入集泥槽，開啟排泥閥，將稀釋的泥水抽吸輸送至池外排泥渠。根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀池出水水質(zhì)情況，調(diào)整排泥時間。

3）合理使用高錳酸鹽復(fù)合藥劑。一般情況下，水體中由于有機污染物、藻類的存在，導(dǎo)致混凝效果下降。因此，要改善處理效果就必須增加混凝劑投量，造成制水成本增加。

高錳酸鹽復(fù)合藥劑是在對高錳酸鉀進行了大量研究基礎(chǔ)上研制得出的，該藥劑主要是以高錳酸鉀為核心、由多種組分復(fù)合而成，其充分利用了高錳酸鉀與復(fù)合藥劑中其他組分的協(xié)同作用，促進具有很強氧化能力且利于除污染的中間價態(tài)介穩(wěn)產(chǎn)物和具有很強吸附能力的新生態(tài)水合二氧化錳的形成，將氧化和吸附有機地結(jié)合起來，強化去除水中的有機污染物，強化除藻、除嗅味、除色。通過其他水廠投運高錳酸鹽復(fù)合藥劑的結(jié)果表明，高錳酸鹽復(fù)合藥劑對混凝劑混凝處理均有較高的強化助凝效應(yīng)。