引黄工程净水工艺冬季运行的问题及对策

吕丕家，时元波，周亚梅

（1.淄博市引黄供水管理局，山东淄博255000；2.海阳市盘石店水库管理所，山东海阳265112；3.菏泽市东鱼河流域工程管理处，山东菏泽274000）



引黄工程净水工艺冬季运行的问题及对策

吕丕家1，时元波2，周亚梅3

（1.淄博市引黄供水管理局，山东淄博255000；2.海阳市盘石店水库管理所，山东海阳265112；3.菏泽市东鱼河流域工程管理处，山东菏泽274000）

分析了淄博市引黄供水工程冬季低温运行对混凝沉淀工艺的影响，提出了冬季原水异常情况的处理方法及应对低温应采取的工艺措施。

淄博市；引黄供水；净水工艺；低温运行

淄博市引黄供水工程设计供水能力为50万m3/日，该工程于2001年10月建成通水，目前按25万m3/日的供水规模运行，持续运行近14年来，共向淄博市城区供应净化后的黄河水6.83亿m3，为淄博市的持续健康发展提供了坚实的客水资源保障。工艺设计主要针对黄河高浊原水及调蓄水库原水的常规处理工艺。

一般来说，冬季原水水质比起夏秋季节来说相对比较稳定，水处理工艺压力比较小，出水水质容易保证。但自从2012年以来，原水水质有了一些较大的波动，再加上冬季低温的影响，增大了水处理的难度，特别是澄清池和滤池出浊较高，对出水水质造成了一定影响。现就水处理工艺在冬季运行中出现的问题进行分析。

1　冬季低温对混凝沉淀工艺的影响

1）冬季低温影响混凝剂的活性。一般常用的无机盐混凝剂投加到原水中，通过水解产生带电荷离子，与原水中杂质颗粒相作用，破坏其稳定性，使颗粒间发生凝聚和絮凝反应。而混凝剂的水解是一个吸热过程，当水温低于5℃时，水解极为缓慢，大大降低了混凝剂的活性。淄博引黄供水工程所用原水全部为地表水，水温受环境温度影响很大，在冬季平均水温在1℃左右，最低接近0℃，大大影响了混凝剂的活性。

2）低温影响原水中杂质颗粒间的碰撞反应和矾花的沉降性。水温降低后，水的粘滞性变大，密度和浮力也变大。水中杂质颗粒的布朗运动减弱，水化作用增强，彼此的碰撞几率减少，粘附性能下降，不利于脱稳和脱稳后的凝聚反应。另外，絮凝反应生成的矾花细碎、易浮，沉淀效果不好，造成澄清池出浊高。

3）低温造成澄清池反应室的矾花性状变差。水温降低后，水的动力粘滞系数变大，澄清池搅拌机相同转速条件下搅拌提升所产生的水的剪切力变大，反应室絮凝形成的矾花容易被搅碎，导致矾花大小、形态、吸附性和沉降性变差，机加池反应室的活性泥渣层活性变差，影响了其接触絮凝的效果。

4）冬季低温易造成水温分布不均而影响混凝。受昼夜温差和光照影响，进入澄清池的原水温度起伏波动大，造成澄清池中水温不均匀，对混凝沉淀产生扰动。温度较低原水容易滞留池子下层，温度较高原水容易进入池子上层，使原水中杂质颗粒在反应室的混凝不均匀，有的杂质颗粒未达到设计混凝反应时间便从分离区流出，造成出浊偏高。不同温度的原水还容易在池底产生过大紊流和层流，使已经沉淀的泥渣被冲刷起来，影响澄清池的沉淀效果。

2　应对低温应采取的工艺调整措施

1）适当提高聚合铁盐的投加量，加大聚丙烯酰胺助凝剂的投加量。铁盐加药量增加后，能在原水中产生更多带电荷离子，增加与水中杂质颗粒的碰撞使其脱稳，有利于颗粒间的凝聚和絮凝反应。加大聚丙烯酰胺投加对处理低温高浊原水尤其重要，此类有机高分子助凝剂与投加的聚合铁盐共同作用，形成长链高分子聚合物，起到吸附架桥的作用，对原水中的各种杂质颗粒的吸附作用更强烈，对初步凝聚起来的细小矾花进行进一步的絮凝，使之形成粗大、密实的矾花，有利于活性泥渣的形成和矾花的沉降。

2）适当调低澄清池提升搅拌机的转速。夏季运行提升搅拌机转速一般在850 r/min左右，冬季根据水温变化情况可逐步降到670 r/min左右。主要应对低温水的粘滞性变大，相应水的剪切力变大。降低转速，就能有效降低水的剪切力，使澄清池反应室形成的矾花不易被搅碎，增强活性泥渣的有效性和接触絮凝的效果。冬季工艺运行，在保证澄清池二反室沉降比不降的前提下，尽量降低搅拌机转速很有必要。

3）澄清池适当加强排泥，二反室活性泥渣保持合理沉降比。冬季低温使得水的粘滞性变大，密度和浮力相应增大，在夏季能够正常沉淀的泥渣颗粒到了冬季反而易浮到水面，造成澄清池出浊上升。因此，冬季对低温高浊的原水，宜适当强化排泥，澄清池二反室不宜保持过高沉降比，控制在10～13之间较好。沉降比过高，反应室活性泥渣的量和浓度较大，不易沉淀的泥渣颗粒容易通过分离区流出，造成出浊高；沉降比过低，反应室活性泥渣的量和浓度较小，降低了其接触絮凝的作用，尤其在冬季不利于澄清池的混凝反应。

4）通过降低运行负荷和调节原水水质改善工艺运行。冬季往往昼夜温差大，加上间歇冲库的影响，导致进厂原水水温和浊度波动较大，对澄清池工艺运行造成较大冲击，易出现出浊不稳定的情况。为尽可能减小冲击，保持工艺运行和出浊稳定，应尽量使澄清池单池降低负荷运行，而且加药量、排泥和搅拌机转速也应根据原水浊度、流量和水温等情况及时作出调整。另外，冬季低温时，可通过各种可能手段改善进厂原水水质。如低温高浊时，进厂原水可适当掺加部分调蓄水库水；如果条件允许，冬季可多用调蓄水库水，尽量避免黄河直供水直接进厂。

3　冬季原水异常情况的处理

1）冬季异常水质对工艺运行的影响。藻类和耗氧量指标高，说明水体中含有大量生物胶体杂质和部分有机污染物，并且造成色度、嗅和味指标差。这些杂质都以胶体颗粒或者溶解性物质的形式存在于原水中，稳定性强，投加的混凝剂难以打破其微粒间的凝聚力，达不到较好的凝聚和絮凝反应。表现在澄清池二反室形成的矾花细碎、易沉，形不成有效的活性泥渣，二反室的5 min沉降比会逐渐消失，导致澄清池出浊难以控制，出水水质变差。原水经过澄清池混凝沉淀工艺后，部分未得到充分处理的胶体杂质到达滤池，由于其特殊的物理和化学特性，很难紧密吸附在砂粒上，而是大量堵塞在滤砂空隙中，造成滤砂间隙变小，过流水速加快，大大影响了砂粒对水中杂质的筛滤和粘附作用，导致滤砂抗击穿能力减弱。表现在滤池水头损失增长快，过滤性能下降，出浊迅速升高并难以控制。

2）工艺调整措施。在加大净水工艺中聚合铁盐投加量的同时，增加聚合铝盐的投加，对澄清池起到强化混凝、改善活性泥渣沉降的效果。通过运行试验发现，增加铝盐投加，形成的矾花体积变大，密度小，悬浮性好，增强了活性泥渣接触絮凝的效果，并能维持活性泥渣较好的沉降性能。通过不断的运行试验摸索，确立了铁铝盐混合投加的最佳投加比，铁铝盐相辅相成、共同作用，既起到了强化混凝，改善了澄清池反应室矾花性能，提高了澄清池处理复杂原水的能力，也改善了滤池的过滤性能。调整滤池运行方式，首先增加滤池单池运行个数，以有效降低单池过滤负荷和滤速，减轻出浊超标的压力；另外缩短滤池反冲洗周期，改6 d左右一冲为不超过3 d一冲，主要针对水中未被充分混凝的胶体颗粒在过滤时容易阻塞滤砂，导致滤砂过滤性能下降；滤池单格反冲洗完成后，如果直接进入过滤状态，由于池面余浊较高、未完全排净的反冲水会对过滤产生短时间冲击，使滤池出浊瞬时升高。为了消除这种情况，反冲后的滤格先关闭出水调节阀，开启进水闸板阀，池面保持一定水位3～4 h，进行充分压砂后，再打开出水调节阀进入正常过滤状态。

（责任编辑赵其芬）

TU991.2

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1009-6159（2016）-07-0018-02

2016-03-18

吕丕家（1967—），男，高级工程师