強化混凝在給水處理工程中的應用

耿艷瓊

摘 要：近年來，人們的生活水平有了顯著提高，對水質也提出了更高的要求，為了能夠更好地滿足人們生活需求，提高水體凈化效果，這就需要我們不斷對凈化技術進行提高與完善。飲用水處理主要是為了除去引入水源中所含的固體懸浮物、絮狀物、細菌或膠體雜質，而凈化技術則是人們在和水污染不斷進行斗爭的過程中獲得的。目前，在給水凈化處理過程中，強化混凝技術的應用已經十分普遍，是一種經濟適用的給水處理技術，能夠有效控制水體中的天然有機物。文中從強化混凝的概念及優勢出發，分析了作用機理和常用方法，并就其在給水處理中的具體應用進行了深入分析。

關鍵詞：強化混凝；作用機理；給水處理；應用

中圖分類號：TU991.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0119-01

1 強化混凝概念及優勢分析

強化混凝就是在對水進行常規凈化處理時，向其中投放過量的混凝劑或助凝劑以及其他藥物，加強水的PH值控制來提高混凝或絮凝效果，從而更好地去除天然有機物，能夠提高常規處理過程中天然有機物的去除效果，盡可能地消除消毒副產物殘留，確保飲用水的健康和安全。但是該工藝去除有機物的效率往往比較低，而且波動比較劇烈，這在很大程度上取決于有機物的形態和種類。在常規工藝改造過程中，要么增加深度處理構筑物，例如活性炭吸附；要么增加預處理構筑物，如生物預處理；也有的只對現有工藝加以改造，在常規工藝前后增加相應的凈化構筑物，如過濾、消毒以及強化混凝等。相比較而言，強化混凝技術的處理效果往往更好，同時，這種技術不僅投資成本較低，無需新增處理構筑物，而且也不會造成土地占用，運行費用較低，往往更加適合對原有體系加以改造的項目。（如表1所示）

2 強化混凝的作用機理與常用方法

強化混凝技術能夠有效改變混凝條件，增加有機物的去除范圍，提高凈水效果。對于大分子天然有機物來說，能夠在無機膠體表面形成一層保護層，致使空間位阻或者雙電層排斥，增加膠體穩定性。而混凝則是利用混凝劑水解后產物對水中膠體進行電性中和，使其失去穩定性，逐漸形成小顆粒直至絮凝成礬花，膠體失去穩定性后往往會匯集成大的絮凝體，絮凝體在重力作用下沉淀，經過過濾就能達到分離的作用。

目前，強化混凝技術主要有以下幾種方法：增加混凝劑的投入量；投入有機或無機絮凝劑；投入氧化劑；PH調整；用鐵鹽混凝劑代替鋁鹽混凝劑；對混合及絮凝設備加以完善。例如，如果水廠原水中氨氮含量增加，就會增加水處理的難度，特別是在降雨量較多的月份，原水氨氮含量將急劇增加。在給水處理過程中，每L原水中氨氮含量最高可達4mg，遠遠超出1mg/L的正常標準，可以采取強化混凝技術加以處理，增加混凝劑PAC的投入量，從20mg/L增加為35mg/L的標準，增加排泥次數，降低底泥含量，這樣能夠使沉淀池的沉淀效果得以改善，能夠去除80%左右的氨氮含量。另外，對于原水中含有的亞硝酸鹽，運用強化混凝技術也能達到很好的應用效果。

3 強化混凝技術在給水處理工程中的應用

目前，在給水處理領域中，強化混凝技術主要用來控制飲用水中的消毒副產物殘留，從而提高居民飲用水的水質。此前已有很多關于微污染水源強化混凝處理的研究，也有不少成功案例。同時，強化混凝技術能夠去除原水中所含的天然有機物，提高微污染水的水質，這一點已在實驗室以及模擬生產試驗中得到印證。此外，強化混凝技術還能用于藻類的去除，例如高錳酸鉀復合藥劑PPC，相較于高錳酸鉀以及氯氣除藻而言，同等分量的PPC藥劑的除藻率要比預氯化提高近14%，氯后除藻率也能提高3.9%。不僅如此，強化混凝技術也能用于高色度水的處理，尤其是各種新型復合藥劑的開發，如高分子CGA絮凝劑，推動了強化混凝技術的應用，例如高錳酸鉀復合藥劑與粉末活性炭相互組合的工藝，更有利于有機物的降解，具有明顯的去濁、去色以及去嗅效果，還能有效降低預氯的投放量。再比如，磁力離子交換樹脂強化混凝，在低有機碳濃度、高堿度以及低有機物濃度的情況下也能有效去除THM以及HAA前質，去除率能夠高達60%甚至更高。高鐵鹽能夠充當預氧化劑和混凝劑，這是其有別于其他氧化劑的顯著特點之一，所以高鐵鹽往往比較適合有機物濃度較高時使用，需用量少。

長期的實踐和研究表明，低溫低濁水能否得到有效處理。關鍵在于所選擇的助凝劑以及混凝劑是否恰當，使絮凝過程得以強化，特別是最近幾年，強化混凝法的成功應用案例也有不少。

要想促進飲用水水質提升，僅僅加強對水源的保護工作還是遠遠不夠的，還應對常規水處理技術進行優化與完善，保證各種技術設備及參數處在最佳狀態，原因在于目前我國經濟實力不足以支撐全面深度處理，還是應從常規處理著手。而強化混凝技術就是發展于常規混凝處理基礎上的一種去除水中各種有機物的處理工藝，具有成本低、操作簡便的特點，只需對原有處理設備稍作修整改造就能付諸施行。在給水處理中，強化混凝技術的應用主要是用于調節PH值，比如加入酸性物質，或者利用離子交換原理，這些都是工業給水處理的常見方法。國內外研究均表明，經混凝處理過的水體PH值維持在5-6，通過適當提高混凝劑的投放量能夠有效地去除大多數水源中所含的有機物。強化混凝技術使水處理系統的設備防腐及PH調節費用增加，但對于有機物含量較低的水源來說，就能降低活性炭吸附設備的投資和運行費用；如果水源中有機物含量比較高，也能有效提高其活性炭吸附設備的運行效率，提高水體質量。所以，需要針對源水開展強化混凝試驗，通過試驗確定水中有機物的PH值以及混凝劑的實際用量，并研究如何促進強化混凝和其他工藝相互配合使用，加強新型高效混凝劑和助凝劑的研究，這對我國水污染治理來說具有重要意義，也充分顯示出混凝強化技術的應用推廣價值。

通過運用強化混凝技術，不僅能夠做到最大限度地清除水中雜質和濁度、清除水中的有機碳、消毒副產物以及剩余的混凝劑，而且能夠降低污泥量、運行成本以及對環境的污染，這也是給水處理技術人員的奮斗目標，各種反應器開發、水力條件控制、各種處理工藝組合等都是為了實現這一共同目標。

4 結語

綜上，要促進我國給水技術的發展，必須加強常規處理，注重混凝藥劑和消毒技術研發，提高特殊水質的處理能力和技術水平，提高給水設備及其自動化水平，但是，對于深度處理過程，無論是活性炭吸附還是臭氧技術，都必須新建構筑物，增加設備，即便是新建生物預處理，都會增加工程投資，因此，為了提高經濟實用性，最好的辦法還是針對現有工藝加以改造，采用強化混凝的辦法，不新增任何構筑物，這樣能夠有效節省工程改造費用，運用強化混凝法，每立方米水運轉費用僅需0.03-0.05元，氨氮以及亞硝酸鹽的去除率能夠達到80%左右，有機物去除率也能達到15%-20%。并且模擬生產試驗也表明，該技術能夠有效除去原水中含有的天然有機物，而且對技術的要求不高，也無需投入大量資金，有很好的市場發展前景。

參考文獻

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