强化混凝在给水处理工程中的应用

廖岚

摘 要：强化混凝技术可以控制饮用水中消毒副产物，使饮用水水质质量更高，并且通过了实验的验证。文章从强化混凝技术的内涵、应用机理、实施方法、影响因素、负面影响等方面分析了强化混凝技术，并就其在给水处理工程中的实际应用进行了相应的分析.

关键词：强化混凝；给水处理工程；天然有机物

随着科技的发展人们对水质方面的要求越来越高，为满足人们生活所需并与国际接轨，需要将净化技术不断地发展、提高和完善。饮用水的处理技术主要是去除水源中的悬浮物、胶体杂质和细菌而净化技术是人们在与污染作斗争的过程中得到的。混凝技术在给水净化处理中应用的越来越普遍，是国内外广泛使用的经济、简便的处理技术，是控制天然有机物的最佳方法。

1 强化混凝的内涵

强化混凝（简称EC）是指通过在常规处理过程中加入过量的混凝剂、新型混凝剂或助凝剂再或者其他的药物控制一定的pH值来加强混凝和絮凝，从而提高去除天然有机物的效果减少消毒的副产物，保证饮用水的健康。常规工艺改造有增加深度处理构筑物，如活性炭吸附技术；加强预处理构筑物，如生物预处理；不增加常规工艺前、后的净化构筑物，在现有工艺上进行改造，如强化混凝、过滤、消毒灯，但强化混凝技术具有投资少、不需要構造新的物质、不占土地和经常运行费用低等特点，更适合改造。

2 强化混凝的优势

强化混凝技术的主要目的是在进行混凝处理的时候进一步加强混凝与絮凝作用，从而使得常规处理中天然有机物的去除效果能够更好，对于消毒副产物的前体物进行最大限度的消除，从而使得饮用水能够满足相应的要求。通过混凝技术的应用，往往能够取得更好的处理效果，而且相比于增加深度处理方法以及生物预处理方法，强化混凝技术属于强化常规水处理的方式，它的成本更加低，而且也不会占用土地，十分适合对于原有体系进行改造。表1为强化常规水处理与增加深度处理和生物预处理效果的对比。

3 机理及常用方法

通过改变混凝条件进一步提高有机物的去除范围和去除率。大分子天然有机物可以在无机胶体颗粒表面形成有机保护层，导致空间位阻或双电层排斥可以使胶体的稳定性能增加，而混凝是通过混凝剂进行水解得到的产物对水中的胶体进行电中和使其脱稳，形成小颗粒，逐渐絮凝为矾花，使得脱稳的胶体生成颗粒较大的絮凝体，进行沉淀、过滤并分离出去。常用的强化混凝的方法有：加大混凝剂投加量，投加有机或无机絮凝剂，调整pH值，投加氧化剂，完善混合、絮凝等设备，铝盐混凝剂改为铁盐混凝剂。比如水厂原水氨氮含量的增加会使得水处理的难度大大增加，尤其是在降雨严重的季节，原水氨氮含量增加的问题就更为严重，在进行给水处理的时候，最高的氨氮含量可以高达4mg/L，而正常的标准要求氨氮含量不能够超过1mg/L，这时可以采用强化混凝技术来进行相应的处理，可以将混凝剂PAC的投加量由平时的20mg/L增加到30-35mg/L，并且同时增加排泥的次数，减少底泥量，从而有效地改善沉淀池的沉淀效果。采取这样的措施之后，氨氮去除率可以达到80%左右，通过强化混凝技术还能够对于原水中的亚硝酸盐进行去除。

4 强化混凝的影响

4.1 混凝剂种类

无机与有机的影响不同，无极混凝剂的效果更好。由于有机阳离子高分子混凝剂在天然水混凝过程中只能产生电中和作用并进行沉淀不能吸附有机物，但是与铝盐相比铁盐不仅可以起到电中和作用，还可以提供强大的吸附作用和网捕作用，由此证明铁盐更好。

4.2 混凝剂的投加量

当混凝剂的投加量越大，去除率就越高，但过高的去除率导致胶体重新稳定，使得处理更加困难，具体情况要有实际情况而定。

（1）pH影响：pH值无论较高还是较低都对有机物的去除有影响，应该保持一个合理的范围。

（2）水中有机物的种类：腐殖物质越多，去除率越高，因为混凝对高分子量的有机物具有较高的去除效果。

（3）水的碱度：在投加相同量的混凝剂时，水中碱度越高，pH的影响越小，通过对混凝剂的投加量的调整来改变水中的碱度从而改变去除率。

（4）污泥量：当投入大量的混凝剂时，水中由于处理系统产生的污泥量必然增大，导致污泥脱水系统能力不足，达不到理想的去除效果。

（5）总药耗：混凝pH的硫酸消耗及pH的碱石灰消耗。

（6）溶解性有机物：加量后可以加快溶解溶解性有机物。

5 混凝处理技术

5.1 改变加药和搅拌方式

不同时间，不用地点不同的水厂原水的组成不同，这对混凝作用有很大的影响，所以不同的水厂需要根据自身的水质和水温等客观因素选择合适自己的处理方法。在混凝过程中，水与药剂在短时间快速混合后，一段时间内慢速搅拌使絮体对细微脱稳物质吸附，减少水污浊的有效措施是脱除水中的细微颗粒。

5.2 改进混凝反应器

通过改进混凝反应器来改善沉淀和澄清的效果。由于工业的发展，水体污染日益严重，水中的有害物质越来越多，能够检测到的微量污染物质种类也越来越多，水中有机物的控制与去除成为影响水质的问题之一。

6 强化混凝试验研究

强化混凝是在常规混凝土处理的基础之上发展而来的，该技术对于去除水中的有机物尤其是富含腐殖酸类的有机物有着非常好的效果，而且通过前文中的分析我们也已经发现，该技术的成本较低，并且在原有处理设备的基础上稍做改造就可以进行实施。通过试验证明，强化混凝处理的pH值一般都是控制在7-8左右，而且只有适当地提高混凝剂的用量，就能够对于许多水源中的有机物进行较为有效的去除，所以实质上对于强化混凝技术应用的关键就在于对于pH的调节。要对于pH进行调节，可以通过直接加碱或者是使用碱化能力较强的混凝剂来加以调节，在给水处理工程之中，这些工艺都是十分可行的。尤其是对于电站给水处理系统而言，其中一般都有离子交换除盐系统辅助的酸碱系统，所以更加容易实现混凝的pH值的调节。在对于强化混凝技术加以应用的过程中，需要关注水处理系统中相关设备的防腐能力，因为对于pH进行调节，可能会导致混凝剂的腐蚀能力增强，所以如果相关设备的防腐能力不强，那么就极容易遭到腐蚀。而且在应用强化混凝技术的过程中，还应该通过试验对于最佳的pH范围以及混凝剂的用量加以确定，依据当前的试验以及研究结果，要更好地对于强化混凝技术加以应用，还必须要注重强化混凝技术与其他工艺的配合，从而使得强化混凝技术能够取得更好的应用效果。当前我国的水资源污染问题十分严重，所以采取有效的措施来进行给水处理对于减少水资源的污染以及提高水资源的利用率都有着非常重要的意义。

7 混凝技术的应用

现如今国内外均对强化混凝技术进行了大量的研究，和常规处理比较起来，强化混凝技术需要沉淀池尺寸是常规处理的一半但在同样的沉淀池体积下，强化混凝技术可以处理常规处理的2倍这对于水污染严重、资金不足、排放水具有较大稀释能力的水体具有重要意义。为了让现代人能喝到干净、健康的天然水，环境工作者正在加倍的努力，随着饮用水的标准不断升高，对混凝技术的要求也越来越高，这样促使着混凝剂和混凝技术的进一步发展。利用高新技术材料和生物技术生产新型高效的给水处理剂，推广强化混凝技术，加强处理工艺和工程的研究。研制生产出专用的絮凝剂并兼顾发展系列化的品种，对不同的水质使用不同的絮凝劑，但又因为同一地理环境下，水质大致相同，所以生产专业的絮凝剂使之产销更对路，生产工艺更加简单，操作更方便，成本更低。强化混凝是去除水中有机物特别是富含腐殖酸类有机物的一种处理技术，在国内外的研究试验研究证明当pH值控制在8左右并且适当增加混凝剂用量，有更明显的去除作用。

在给水处理工程之中，对于强化混凝也进行了有效的应用，在进行给水处理的时候，运用强化混凝能够对于水中的腐殖酸类有机物进行有效的处理。在给水处理工程之中，对于强化混凝的应用重点是要对于pH值进行调节，比如说可以通过加酸的方式来进行调节，也可以使用酸化能力较强的混凝剂来进行调节，还可以通过离子交换的方式来进行调节，这些方式在工业给水处理工程中都是可行的。强化混凝主要是提高了水处理系统之中相关设备的防腐标准，并且还能够有效地对于给水处理工程的费用加以降低，所以在给水处理工程之中对于强化混凝加以应用有着非常重要的意义和价值。

在黄河下游的南郊水厂之中，对于强化混凝技术进行了有效的应用，南郊水厂所使用的是高锰酸钾复合药剂预氧化强化混凝措，因为高锰酸钾是一种强氧化剂，能够有效地去除水中的铁锰、臭味以及其它的毒副产物。在进行生产的过程中，是按照如下的工艺流程进行水处理的：首先使得原水经过微涡混合器，然后再经过小网格絮凝池，接下来经过斜管沉淀池，然后再经过V型滤池，最后流入清水池。在生产的过程中，所使用的是聚合铁铝-S，混凝剂是按照最佳的药量来进行添加的，同时高锰酸钾复合药剂的平均投量达到11mg/L，并且依据原水水质的变化进行适当的调整。经过对于处理之后的水进行测定，发现在水厂没有投加PPC时，出厂水的浊度平均去除率为78.4%，而且十分的不稳定，在投加了PPC之后，出厂水的浊度平均去除率高达97.8%，所以可见通过添加PPC来进行预氧化，能够使得出厂水的浊度得到明显的降低。同时，通过投加PPC对于原水进行预氧化，还能够使得高锰酸钾盐指数得到有效的改善，通过测试，在南郊水厂投放了PPC之后，耗氧量的平均去除率从20.32%增加到了46.36%，进而降低了出厂水的高锰酸钾盐指数，有效地解决了南郊水厂所面临的耗氧量居高不下的问题。在南郊水厂通过对于高锰酸钾复合药剂预氧化强化混凝措施的应用，使得其出水质量得到了有效的改善，将浊度去除率提高了19.5%，CODMn提高了26%，而且还有效地减少了生产的成本，所以强化混凝在给水处理工程中的应用有着非常重要的意义。

8 结束语

强化混凝技术工艺简洁、投资少，与我国的技术经济相适应，具有良好的发展前景。纵观世界，我国的给水技术越来越强，提高特殊水质的处理、发展混凝药剂和消毒技术、提高给水设备和系统自动化等各方面技术都做出了巨大的贡献。

参考文献

[1]李银.给水排水工程中防渗漏处理及预防措施[J].民营科技，2014（06）：192.