低温低浊水处理技术研究进展

臧 鹏

(辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁 阜新 123000)



低温低浊水处理技术研究进展

臧 鹏

(辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁 阜新 123000)

分析了低温低浊水产生的主要原因及特点，总结了目前处理低温低浊水常用的技术方法，并提出了强化混凝与麦饭石吸附联用的处理工艺，并探究了其对低温低浊水处理的可行性，有利于提高水资源的利用率。

低温低浊水，水处理技术，强化混凝，麦饭石

随着我国经济迅速发展，人口数量不断上升，用水量也在不断增加，而我国在对水资源的开发和利用方面一直存在着有效利用率较低、水污染严重的问题。目前，我国对水资源有效利用率只达到16%。在造纸过程中，生产1 t纸我国需消耗400 t～500 t水，而欧共体国家只需5 t～200 t水[1]。2010年，《中国环境状况公报》[2]指出我国水资源现状，在全国范围内，地表水污染严重。因此能够有效、合理的利用现有水资源，并加强对水环境的保护和治理，是解决水环境危机的主要方式。

1 低温低浊水的形成和特点

1.1 低温低浊水的形成

低温低浊水主要指冬季水温0 ℃～4 ℃，浊度30 NTU以下的江河水及水库水[3]，由于我国北方纬度较高，靠近冬季风的发源地，导致我国北方冰冻期较长，长达4个月～5个月，有时甚至长达6个月，形成了比较典型的低温低浊水。江河水温度为0 ℃～1 ℃，浊度为 20 NTU～30 NTU；水库水下层水温在2 ℃～4 ℃之间，浊度为 5 NTU～10 NTU。北方水资源具有季节性氨氮、有机物污染和低温低浊的特性，水处理难度大，水资源问题限制了我国北方经济和环境的可持续发展。

1.2 低温低浊水的特点

温度低、浊度低、耗氧量低、碱度低、粘度大、pH值偏低等是低温低浊水在冬季的水质特征[3]。温度低时胶体、颗粒具有较高的ξ电位和较大的排斥能[4]，水的粘度增大，布朗运动减弱，胶体稳定性增强；另外，原水浓度低，单位体积原水的颗粒密度小，使胶体碰撞几率降低，由于胶体存在形式较均匀，动力稳定性和凝聚稳定性非常强，投加混凝剂之后，不利于混凝作用的实现，且生成的絮凝体数目少、沉淀性能差[5]。研究显示：影响低温低浊水处理的关键因素是温度和浊度。

2 低温低浊水处理工艺进展

2.1 改变水质特征法

低温低浊水较难处理主要是由于其温度低、浊度低的水质特征，所以，针对该水质的处理，人们最容易想到的就是改变水的特征，温度低就采用加热的方法，浊度低则采用增加浊度的方法。哈尔滨第三发电厂[6]采用该方法处理低温低浊水源水，运行过程中发现，该方法对温度的掌握比较严格，操作不好会使水质变差或出现“翻池”现象，向原水管投加的低浊添加剂，可能引起管道堵塞和加泥泵磨损的问题，且加热装置在大规模的水厂中实现的难度较大，因此，此方法不能广泛应用。

2.2 优化选择混凝剂和助凝剂

根据原水的水质特征和出水水质要求，合理的选择混凝剂和助凝剂，是提高低温低浊水出水效果的方法之一。目前，混凝剂的种类较多，主要分为无机混凝剂、有机高分子混凝剂和助凝剂，主要混凝机理：电性中和、吸附架桥、网捕或卷扫。张立东等人[7]将混凝剂PAC和PAFC与活化硅酸联用，对于18 NTU以内的水质，出水可达到0.5 NTU左右。

2.3 泥渣回流技术

泥渣回流技术[8]，主要是针对原水浊度较低的问题而提出的，并通过回流污泥来实现，由于原水的浊度增加，使污泥的活性、捕获能力增加，进而提高了混凝效果。经过回流的污泥重新进入原水中，增加原水颗粒浓度，颗粒碰撞几率，此外，也为混凝剂水解提供了更多的沉淀核心，在加大矾花形成的同时，也有效的增加了絮凝体的密实程度。

2.4 溶气气浮法

溶气气浮法(DAF)，主要是利用溶气水减压过程产生的气泡，由于密度的原因气泡上浮，此过程会将混凝生成的污染物吸附在气泡表面，最终漂浮在水面，可通过刮渣的方式将其去除。Sohn等人[9]对韩国部分水厂进行调查和分析，发现将DAF 工艺应用于水厂的运行是可行的，处理后出水浊度为0.15 NTU，再经过过滤装置(无烟煤)后出水浊度为 0.02 NTU～0.09 NTU，节省了水厂的投资。

2.5 微絮凝直接过滤法

微絮凝直接过滤法，主要是向原水中投加混凝剂，出水直接经过多层滤料组成的过滤设备，使絮凝作用与过滤作用同时存在，通过滤料对污染物的吸附、截留作用而将水中污染物去除。郑蓓等人[10]采用微絮凝强化过滤工艺，以北京市某低温低浊水为研究对象，证明该工艺可以有效地去除低温低浊水中的浊度、颗粒物和有机物，与常规技术对有机物只有6%～8%的去除率相比提高了7%～9%，有效地保证了饮用水的水质。

2.6 膜技术

膜处理技术，利用膜的选择透过性原理将污水中的污染物去除，该技术的主要依据是以压力作为驱动力的物理处理方法，具有不需化学药剂、不依据原水水质的特性。该技术具有出水效果好，安全性较高的特点，成为近些年的新型处理技术。随着膜技术的不断发展，膜的性能也不断地提高，目前，常见的膜技术主要有：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。

2.7 强化混凝技术

2.8 强化混凝与麦饭石吸附联用处理低温低浊水

常规混凝技术只能去除浊度，微量的有机物和氨氮，对低温低浊水处理效果不明显。强化混凝技术是常规工艺的一种改革，与常规混凝处理相比，强化混凝技术在有机污染物的去除方面有更好的效果，在经济和效果上均占有一定的优势。近些年，该技术在我国北方地区已经积累了丰富的经验，将其应用于低温低浊水的处理是十分可行的。麦饭石作为一种新兴的材料主要优势在于：多孔介质材料，可有效去除水中污染物，尤其是氨氮；可释放出有益于身体健康的营养元素，调节出水pH，廉价、易得且化学性质稳定。马普希[12]选择麦饭石作为PRB的填充介质，在提高细菌活性的同时增加了硝酸盐去除效果，且添加麦饭石的污泥比未添加麦饭石的污泥增长率和VSS分别提高了0.074 g/(L·d)和0.471 g/L，证明了麦饭石用于水处理中的可行性。

3 结语

温度低、浊度低成为低温低浊水净化过程中的不利因素，常规处理技术已经不能满足越来越高的水质标准，因此解决低温低浊水处理的关键就是提出行之有效的处理技术。采用强化混凝和麦饭石吸附联用的组合工艺处理低温低浊水，充分发挥各自优势来实现污染物的去除，进而构建一种高效、持久的低温低浊水处理技术。以期这种组合方式具有较好的处理效果，为我国北方低温低浊水的处理提供一定的参考依据。

[1] 陈红书.浅析我国水资源与水污染治理现状[J].云南环境科学,2003,3(22):66-69.

[2] 中华人民共和国环境保护部.中国环境状况公报[R].2011.

[3] 邢浩然.低温低浊黄河水处理关键技术研究[D].西安:长安大学,2015.

[4] 周剑昊.西北地区高原低温低浊水混凝沉淀工艺试验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.

[5] 梁 鹏,倪中华,吴 恬,等.低温低浊水处理技术的研究应用现状分析[J].给水排水,2012(38):76-79.

[6] 周 奉.低温低浊水处理[J].黑龙江电力技术,1995,17(1):31-34.

[7] 张立东,李彦文.处理低温低浊水的混凝剂及助凝剂的对比应用研究[J].吉林化工学院学报,2014,31(11):35-37.

[8] 李 星.低温低浊水强化混凝实验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2012.

[9] Sohn B Y, Park T J, Oh B S, et al. A case study of the DAF-based drinking water treatment plant in Korea [J].Separation Science and Technology,2008,43(15):3873-3890.

[10] 郑 蓓,葛小鹏,李 涛,等.微絮凝强化过滤工艺处理低温低浊水的实验研究[J].环境科学学报,2010,30(11):2184-2188.

[11] 狄军贞,江 富,林洋洋，等.改性膨润土强化低温低浊水混凝试验及其吸附[J].非金属矿,2014,37(4):73-75.

[12] 马普希.以麦饭石为载体去除地下水中硝酸盐研究[D].北京:中国地质大学,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 鹏(1972- )，男，高级工程师

X703

A