低溫低濁水處理技術(shù)研究進(jìn)展

臧 鵬

(遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000)

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低溫低濁水處理技術(shù)研究進(jìn)展

臧 鵬

(遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000)

分析了低溫低濁水產(chǎn)生的主要原因及特點(diǎn)，總結(jié)了目前處理低溫低濁水常用的技術(shù)方法，并提出了強(qiáng)化混凝與麥飯石吸附聯(lián)用的處理工藝，并探究了其對(duì)低溫低濁水處理的可行性，有利于提高水資源的利用率。

低溫低濁水，水處理技術(shù)，強(qiáng)化混凝，麥飯石

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人口數(shù)量不斷上升，用水量也在不斷增加，而我國(guó)在對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)和利用方面一直存在著有效利用率較低、水污染嚴(yán)重的問(wèn)題。目前，我國(guó)對(duì)水資源有效利用率只達(dá)到16%。在造紙過(guò)程中，生產(chǎn)1 t紙我國(guó)需消耗400 t～500 t水，而歐共體國(guó)家只需5 t～200 t水[1]。2010年，《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》[2]指出我國(guó)水資源現(xiàn)狀，在全國(guó)范圍內(nèi)，地表水污染嚴(yán)重。因此能夠有效、合理的利用現(xiàn)有水資源，并加強(qiáng)對(duì)水環(huán)境的保護(hù)和治理，是解決水環(huán)境危機(jī)的主要方式。

1 低溫低濁水的形成和特點(diǎn)

1.1 低溫低濁水的形成

低溫低濁水主要指冬季水溫0 ℃～4 ℃，濁度30 NTU以下的江河水及水庫(kù)水[3]，由于我國(guó)北方緯度較高，靠近冬季風(fēng)的發(fā)源地，導(dǎo)致我國(guó)北方冰凍期較長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月～5個(gè)月，有時(shí)甚至長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，形成了比較典型的低溫低濁水。江河水溫度為0 ℃～1 ℃，濁度為 20 NTU～30 NTU；水庫(kù)水下層水溫在2 ℃～4 ℃之間，濁度為 5 NTU～10 NTU。北方水資源具有季節(jié)性氨氮、有機(jī)物污染和低溫低濁的特性，水處理難度大，水資源問(wèn)題限制了我國(guó)北方經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 低溫低濁水的特點(diǎn)

溫度低、濁度低、耗氧量低、堿度低、粘度大、pH值偏低等是低溫低濁水在冬季的水質(zhì)特征[3]。溫度低時(shí)膠體、顆粒具有較高的ξ電位和較大的排斥能[4]，水的粘度增大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，膠體穩(wěn)定性增強(qiáng)；另外，原水濃度低，單位體積原水的顆粒密度小，使膠體碰撞幾率降低，由于膠體存在形式較均勻，動(dòng)力穩(wěn)定性和凝聚穩(wěn)定性非常強(qiáng)，投加混凝劑之后，不利于混凝作用的實(shí)現(xiàn)，且生成的絮凝體數(shù)目少、沉淀性能差[5]。研究顯示：影響低溫低濁水處理的關(guān)鍵因素是溫度和濁度。

2 低溫低濁水處理工藝進(jìn)展

2.1 改變水質(zhì)特征法

低溫低濁水較難處理主要是由于其溫度低、濁度低的水質(zhì)特征，所以，針對(duì)該水質(zhì)的處理，人們最容易想到的就是改變水的特征，溫度低就采用加熱的方法，濁度低則采用增加濁度的方法。哈爾濱第三發(fā)電廠[6]采用該方法處理低溫低濁水源水，運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該方法對(duì)溫度的掌握比較嚴(yán)格，操作不好會(huì)使水質(zhì)變差或出現(xiàn)“翻池”現(xiàn)象，向原水管投加的低濁添加劑，可能引起管道堵塞和加泥泵磨損的問(wèn)題，且加熱裝置在大規(guī)模的水廠中實(shí)現(xiàn)的難度較大，因此，此方法不能廣泛應(yīng)用。

2.2 優(yōu)化選擇混凝劑和助凝劑

根據(jù)原水的水質(zhì)特征和出水水質(zhì)要求，合理的選擇混凝劑和助凝劑，是提高低溫低濁水出水效果的方法之一。目前，混凝劑的種類較多，主要分為無(wú)機(jī)混凝劑、有機(jī)高分子混凝劑和助凝劑，主要混凝機(jī)理：電性中和、吸附架橋、網(wǎng)捕或卷掃。張立東等人[7]將混凝劑PAC和PAFC與活化硅酸聯(lián)用，對(duì)于18 NTU以內(nèi)的水質(zhì)，出水可達(dá)到0.5 NTU左右。

2.3 泥渣回流技術(shù)

泥渣回流技術(shù)[8]，主要是針對(duì)原水濁度較低的問(wèn)題而提出的，并通過(guò)回流污泥來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于原水的濁度增加，使污泥的活性、捕獲能力增加，進(jìn)而提高了混凝效果。經(jīng)過(guò)回流的污泥重新進(jìn)入原水中，增加原水顆粒濃度，顆粒碰撞幾率，此外，也為混凝劑水解提供了更多的沉淀核心，在加大礬花形成的同時(shí)，也有效的增加了絮凝體的密實(shí)程度。

2.4 溶氣氣浮法

溶氣氣浮法(DAF)，主要是利用溶氣水減壓過(guò)程產(chǎn)生的氣泡，由于密度的原因氣泡上浮，此過(guò)程會(huì)將混凝生成的污染物吸附在氣泡表面，最終漂浮在水面，可通過(guò)刮渣的方式將其去除。Sohn等人[9]對(duì)韓國(guó)部分水廠進(jìn)行調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)將DAF 工藝應(yīng)用于水廠的運(yùn)行是可行的，處理后出水濁度為0.15 NTU，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置(無(wú)煙煤)后出水濁度為 0.02 NTU～0.09 NTU，節(jié)省了水廠的投資。

2.5 微絮凝直接過(guò)濾法

微絮凝直接過(guò)濾法，主要是向原水中投加混凝劑，出水直接經(jīng)過(guò)多層濾料組成的過(guò)濾設(shè)備，使絮凝作用與過(guò)濾作用同時(shí)存在，通過(guò)濾料對(duì)污染物的吸附、截留作用而將水中污染物去除。鄭蓓等人[10]采用微絮凝強(qiáng)化過(guò)濾工藝，以北京市某低溫低濁水為研究對(duì)象，證明該工藝可以有效地去除低溫低濁水中的濁度、顆粒物和有機(jī)物，與常規(guī)技術(shù)對(duì)有機(jī)物只有6%～8%的去除率相比提高了7%～9%，有效地保證了飲用水的水質(zhì)。

2.6 膜技術(shù)

膜處理技術(shù)，利用膜的選擇透過(guò)性原理將污水中的污染物去除，該技術(shù)的主要依據(jù)是以壓力作為驅(qū)動(dòng)力的物理處理方法，具有不需化學(xué)藥劑、不依據(jù)原水水質(zhì)的特性。該技術(shù)具有出水效果好，安全性較高的特點(diǎn)，成為近些年的新型處理技術(shù)。隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，膜的性能也不斷地提高，目前，常見(jiàn)的膜技術(shù)主要有：微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。

2.7 強(qiáng)化混凝技術(shù)

2.8 強(qiáng)化混凝與麥飯石吸附聯(lián)用處理低溫低濁水

常規(guī)混凝技術(shù)只能去除濁度，微量的有機(jī)物和氨氮，對(duì)低溫低濁水處理效果不明顯。強(qiáng)化混凝技術(shù)是常規(guī)工藝的一種改革，與常規(guī)混凝處理相比，強(qiáng)化混凝技術(shù)在有機(jī)污染物的去除方面有更好的效果，在經(jīng)濟(jì)和效果上均占有一定的優(yōu)勢(shì)。近些年，該技術(shù)在我國(guó)北方地區(qū)已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，將其應(yīng)用于低溫低濁水的處理是十分可行的。麥飯石作為一種新興的材料主要優(yōu)勢(shì)在于：多孔介質(zhì)材料，可有效去除水中污染物，尤其是氨氮；可釋放出有益于身體健康的營(yíng)養(yǎng)元素，調(diào)節(jié)出水pH，廉價(jià)、易得且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。馬普希[12]選擇麥飯石作為PRB的填充介質(zhì)，在提高細(xì)菌活性的同時(shí)增加了硝酸鹽去除效果，且添加麥飯石的污泥比未添加麥飯石的污泥增長(zhǎng)率和VSS分別提高了0.074 g/(L·d)和0.471 g/L，證明了麥飯石用于水處理中的可行性。

3 結(jié)語(yǔ)

溫度低、濁度低成為低溫低濁水凈化過(guò)程中的不利因素，常規(guī)處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足越來(lái)越高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此解決低溫低濁水處理的關(guān)鍵就是提出行之有效的處理技術(shù)。采用強(qiáng)化混凝和麥飯石吸附聯(lián)用的組合工藝處理低溫低濁水，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的去除，進(jìn)而構(gòu)建一種高效、持久的低溫低濁水處理技術(shù)。以期這種組合方式具有較好的處理效果，為我國(guó)北方低溫低濁水的處理提供一定的參考依據(jù)。

[1] 陳紅書(shū).淺析我國(guó)水資源與水污染治理現(xiàn)狀[J].云南環(huán)境科學(xué),2003,3(22):66-69.

[2] 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)[R].2011.

[3] 邢浩然.低溫低濁黃河水處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2015.

[4] 周劍昊.西北地區(qū)高原低溫低濁水混凝沉淀工藝試驗(yàn)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.

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[8] 李 星.低溫低濁水強(qiáng)化混凝實(shí)驗(yàn)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2012.

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[11] 狄軍貞,江 富,林洋洋，等.改性膨潤(rùn)土強(qiáng)化低溫低濁水混凝試驗(yàn)及其吸附[J].非金屬礦,2014,37(4):73-75.

[12] 馬普希.以麥飯石為載體去除地下水中硝酸鹽研究[D].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2013.

Research development of treatment technology for low temperature and low turbidity water

Zang Peng

(DatangInternationalinLiaoningFuxinCoalGasCompanywithLimitedLiability,Fuxin123000，China)

Analyses the main cause of low temperature and low turbidity water and characteristics, summed up the disposal technology of low temperature and low turbidity water commonly used methods, and puts forward strengthening the treatment technology of coagulation and adsorption of Maifan stone together, to explore the feasibility of low temperature and low turbidity water treatment， to improve the utilization of water resources.

low temperature and low turbidity water， water treatment technology， strengthening coagulation， Maifan stone

1009-6825(2016)30-0125-03

2016-08-15

臧 鵬(1972- )，男，高級(jí)工程師

X703

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