引黃工程凈水工藝冬季運行的問題及對策

呂丕家，時元波，周亞梅

（1.淄博市引黃供水管理局，山東淄博255000；2.海陽市盤石店水庫管理所，山東海陽265112；3.菏澤市東魚河流域工程管理處，山東菏澤274000）

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引黃工程凈水工藝冬季運行的問題及對策

呂丕家1，時元波2，周亞梅3

（1.淄博市引黃供水管理局，山東淄博255000；2.海陽市盤石店水庫管理所，山東海陽265112；3.菏澤市東魚河流域工程管理處，山東菏澤274000）

分析了淄博市引黃供水工程冬季低溫運行對混凝沉淀工藝的影響，提出了冬季原水異常情況的處理方法及應對低溫應采取的工藝措施。

淄博市；引黃供水；凈水工藝；低溫運行

淄博市引黃供水工程設計供水能力為50萬m3/日，該工程于2001年10月建成通水，目前按25萬m3/日的供水規模運行，持續運行近14年來，共向淄博市城區供應凈化后的黃河水6.83億m3，為淄博市的持續健康發展提供了堅實的客水資源保障。工藝設計主要針對黃河高濁原水及調蓄水庫原水的常規處理工藝。

一般來說，冬季原水水質比起夏秋季節來說相對比較穩定，水處理工藝壓力比較小，出水水質容易保證。但自從2012年以來，原水水質有了一些較大的波動，再加上冬季低溫的影響，增大了水處理的難度，特別是澄清池和濾池出濁較高，對出水水質造成了一定影響。現就水處理工藝在冬季運行中出現的問題進行分析。

1　冬季低溫對混凝沉淀工藝的影響

1）冬季低溫影響混凝劑的活性。一般常用的無機鹽混凝劑投加到原水中，通過水解產生帶電荷離子，與原水中雜質顆粒相作用，破壞其穩定性，使顆粒間發生凝聚和絮凝反應。而混凝劑的水解是一個吸熱過程，當水溫低于5℃時，水解極為緩慢，大大降低了混凝劑的活性。淄博引黃供水工程所用原水全部為地表水，水溫受環境溫度影響很大，在冬季平均水溫在1℃左右，最低接近0℃，大大影響了混凝劑的活性。

2）低溫影響原水中雜質顆粒間的碰撞反應和礬花的沉降性。水溫降低后，水的粘滯性變大，密度和浮力也變大。水中雜質顆粒的布朗運動減弱，水化作用增強，彼此的碰撞幾率減少，粘附性能下降，不利于脫穩和脫穩后的凝聚反應。另外，絮凝反應生成的礬花細碎、易浮，沉淀效果不好，造成澄清池出濁高。

3）低溫造成澄清池反應室的礬花性狀變差。水溫降低后，水的動力粘滯系數變大，澄清池攪拌機相同轉速條件下攪拌提升所產生的水的剪切力變大，反應室絮凝形成的礬花容易被攪碎，導致礬花大小、形態、吸附性和沉降性變差，機加池反應室的活性泥渣層活性變差，影響了其接觸絮凝的效果。

4）冬季低溫易造成水溫分布不均而影響混凝。受晝夜溫差和光照影響，進入澄清池的原水溫度起伏波動大，造成澄清池中水溫不均勻，對混凝沉淀產生擾動。溫度較低原水容易滯留池子下層，溫度較高原水容易進入池子上層，使原水中雜質顆粒在反應室的混凝不均勻，有的雜質顆粒未達到設計混凝反應時間便從分離區流出，造成出濁偏高。不同溫度的原水還容易在池底產生過大紊流和層流，使已經沉淀的泥渣被沖刷起來，影響澄清池的沉淀效果。

2　應對低溫應采取的工藝調整措施

1）適當提高聚合鐵鹽的投加量，加大聚丙烯酰胺助凝劑的投加量。鐵鹽加藥量增加后，能在原水中產生更多帶電荷離子，增加與水中雜質顆粒的碰撞使其脫穩，有利于顆粒間的凝聚和絮凝反應。加大聚丙烯酰胺投加對處理低溫高濁原水尤其重要，此類有機高分子助凝劑與投加的聚合鐵鹽共同作用，形成長鏈高分子聚合物，起到吸附架橋的作用，對原水中的各種雜質顆粒的吸附作用更強烈，對初步凝聚起來的細小礬花進行進一步的絮凝，使之形成粗大、密實的礬花，有利于活性泥渣的形成和礬花的沉降。

2）適當調低澄清池提升攪拌機的轉速。夏季運行提升攪拌機轉速一般在850 r/min左右，冬季根據水溫變化情況可逐步降到670 r/min左右。主要應對低溫水的粘滯性變大，相應水的剪切力變大。降低轉速，就能有效降低水的剪切力，使澄清池反應室形成的礬花不易被攪碎，增強活性泥渣的有效性和接觸絮凝的效果。冬季工藝運行，在保證澄清池二反室沉降比不降的前提下，盡量降低攪拌機轉速很有必要。

3）澄清池適當加強排泥，二反室活性泥渣保持合理沉降比。冬季低溫使得水的粘滯性變大，密度和浮力相應增大，在夏季能夠正常沉淀的泥渣顆粒到了冬季反而易浮到水面，造成澄清池出濁上升。因此，冬季對低溫高濁的原水，宜適當強化排泥，澄清池二反室不宜保持過高沉降比，控制在10～13之間較好。沉降比過高，反應室活性泥渣的量和濃度較大，不易沉淀的泥渣顆粒容易通過分離區流出，造成出濁高；沉降比過低，反應室活性泥渣的量和濃度較小，降低了其接觸絮凝的作用，尤其在冬季不利于澄清池的混凝反應。

4）通過降低運行負荷和調節原水水質改善工藝運行。冬季往往晝夜溫差大，加上間歇沖庫的影響，導致進廠原水水溫和濁度波動較大，對澄清池工藝運行造成較大沖擊，易出現出濁不穩定的情況。為盡可能減小沖擊，保持工藝運行和出濁穩定，應盡量使澄清池單池降低負荷運行，而且加藥量、排泥和攪拌機轉速也應根據原水濁度、流量和水溫等情況及時作出調整。另外，冬季低溫時，可通過各種可能手段改善進廠原水水質。如低溫高濁時，進廠原水可適當摻加部分調蓄水庫水；如果條件允許，冬季可多用調蓄水庫水，盡量避免黃河直供水直接進廠。

3　冬季原水異常情況的處理

1）冬季異常水質對工藝運行的影響。藻類和耗氧量指標高，說明水體中含有大量生物膠體雜質和部分有機污染物，并且造成色度、嗅和味指標差。這些雜質都以膠體顆粒或者溶解性物質的形式存在于原水中，穩定性強，投加的混凝劑難以打破其微粒間的凝聚力，達不到較好的凝聚和絮凝反應。表現在澄清池二反室形成的礬花細碎、易沉，形不成有效的活性泥渣，二反室的5 min沉降比會逐漸消失，導致澄清池出濁難以控制，出水水質變差。原水經過澄清池混凝沉淀工藝后，部分未得到充分處理的膠體雜質到達濾池，由于其特殊的物理和化學特性，很難緊密吸附在砂粒上，而是大量堵塞在濾砂空隙中，造成濾砂間隙變小，過流水速加快，大大影響了砂粒對水中雜質的篩濾和粘附作用，導致濾砂抗擊穿能力減弱。表現在濾池水頭損失增長快，過濾性能下降，出濁迅速升高并難以控制。

2）工藝調整措施。在加大凈水工藝中聚合鐵鹽投加量的同時，增加聚合鋁鹽的投加，對澄清池起到強化混凝、改善活性泥渣沉降的效果。通過運行試驗發現，增加鋁鹽投加，形成的礬花體積變大，密度小，懸浮性好，增強了活性泥渣接觸絮凝的效果，并能維持活性泥渣較好的沉降性能。通過不斷的運行試驗摸索，確立了鐵鋁鹽混合投加的最佳投加比，鐵鋁鹽相輔相成、共同作用，既起到了強化混凝，改善了澄清池反應室礬花性能，提高了澄清池處理復雜原水的能力，也改善了濾池的過濾性能。調整濾池運行方式，首先增加濾池單池運行個數，以有效降低單池過濾負荷和濾速，減輕出濁超標的壓力；另外縮短濾池反沖洗周期，改6 d左右一沖為不超過3 d一沖，主要針對水中未被充分混凝的膠體顆粒在過濾時容易阻塞濾砂，導致濾砂過濾性能下降；濾池單格反沖洗完成后，如果直接進入過濾狀態，由于池面余濁較高、未完全排凈的反沖水會對過濾產生短時間沖擊，使濾池出濁瞬時升高。為了消除這種情況，反沖后的濾格先關閉出水調節閥，開啟進水閘板閥，池面保持一定水位3～4 h，進行充分壓砂后，再打開出水調節閥進入正常過濾狀態。

（責任編輯趙其芬）

TU991.2

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1009-6159（2016）-07-0018-02

2016-03-18

呂丕家（1967—），男，高級工程師