低浊高藻原水的净水工艺选择及运行效果探讨

李义顺

福建省水务发展集团东山水务有限公司，中国·福建 漳州 363400

1 概述

本项目地处中国东南沿海岛县，风光秀美，气候宜人，淡水资源贫乏，由于社会经济的不断发展，生活和生产用水需求越来越大，原有的供水设施已不能满足人民群众的需要，新建水厂势在必行[1]。

根据原水水质历年的浊度检测资料年平均值小于十度约330 天，大于十度约35 天。水源靠引水定时补充入水库，水流动性差，极易造成季节性藻类的快速生长，原有的常规处理工艺不能很好地处理这种原水，由于浊度低，絮凝效果极为不佳，矾花细小松散，影响沉淀池的沉淀，加大滤池的负担，再加上藻类的增加，矾花带有粘性，容易造成斜管孔洞堵塞，同时也影响滤池的过滤，严重时滤池需不断反冲洗。为了水质达标，我们的生产成本和劳动强度增加很大[2]。因此，在筹备新水厂建设的时候，针对原水水质的特点，和多年的处理经验及教训，广泛学习，探讨新技术、新材料、新工艺在水处理的运用，通过比较论证确定处理这种原水条件的净水工艺方案。

2 净水工艺的流程

针对原水水质特点，从加强原水絮凝效果入手，在常规净水工艺的基础上通过以下几个方面解决。一是利用配水井对原水预曝气；二是引入回流泥渣增加原水浊度[3]；三是采用机械搅拌增加混合效果。最主要是采用微涡流絮凝反应器这种新技术，新材料高效率增强絮凝的效果。其中，净水工艺流程如图1 所示。

图1 净水厂工艺流程示意图

3 主要净水构筑物的参数

①配水井4.6m×4.6m×5.1m，使两组独立净水构筑物均衡配水。

②混合采用机。

③械搅拌，混合时间小于5s。

④絮凝采用微涡流反应器，絮凝池絮凝时间为8min，有效水深4.9m。

⑤沉淀采用平流式，水平流速13.2mm/s，有效水深3.0m，沉淀时间1.6h。⑥过滤采用V 型滤池，设计正常滤速7.5m/h，强制滤速9.2m/h，有效水深3.5m，采用汽水混合反冲洗，周期为24～48h。

⑦净水剂采用碱式氯化铝，消毒剂采用二氧化氯，按常规生产工艺要求投加[4]。

4 各净水构筑物在实际运行中作用及探讨

工程经过运行调试，出厂水的水质均达到《生活饮用水标准（GB5749—2006）》要求，高效节能，运行稳定，达到预期的目标。因此，论文主要针对净水工艺构筑物的实际运行情况做如下探讨。

①配水井起到稳压，均衡配水的作用，在原水浊度较低，通过回流滤池反冲洗废水的活性泥渣，提高原水的浊度，同时配水井的溢流曝气提高水中的含氧量，降低水中藻类含量，为处理好低浊多藻的原水提供重要的支持。

②机械搅拌可以快速将净水剂和原水混合，为絮凝反应创造条件，但在实际生产中发现运行不稳定，可靠性差，建议在以后的改造中采用静态管道混合器[5]。

③采用微涡流絮凝反应技术。是中国目前比较先进絮凝反应技术，工艺性能先进，结构科学合理。通过实际运行，取得良好的处理效果。

微涡流净水工艺就是利用微涡流絮凝反应器反的微涡流反应，接触絮凝。当水流穿过微涡流絮凝器壁面的大量孔洞时，形成无数微小旋涡，根据现代混凝理论，微涡旋有利于水中细小颗粒的迁移与碰撞凝聚，提高反应效率。其中，由于微涡流絮凝器为空心壳体，内部流速小，大量较大粒径的絮体（矾花）在微涡流絮凝器内积累悬浮于水中，悬浮的絮体称为泥渣，泥渣对细小絮体产生吸附作用——即接触絮凝。

此外，微涡流絮凝器还具有防止水流短流、使水流均匀分布以及提高流速梯度等作用。体现在以下方面：

第一，絮凝效率高。微涡旋流动可大大提高絮凝反应效率，絮凝反应时间可以缩短到8min，意味着与原有净水工艺相比，产水量可以提高1 倍左右，占地少，投资省。

第二，提高出水水质。由于微涡流絮凝反应器内部的接触絮凝作用，形成了立体的接触絮凝区，使絮体（矾花）质量得到改善，沉淀效率提高，出水浊度稳定在2NTU 以内。

第三，抗冲击能力强。传统净水工艺对原水水质和水量变化的适应能力较差，采用微涡流絮凝反应器后，由于絮凝器内部积累的大量活性絮体的缓冲作用，使净水系统抗冲击负荷能力大大增强，低浊和含藻类多的水处理难题也基本得到解决。

第四，施工简单。微涡流絮凝反应器为空心壳体构造，采用乙丙共聚塑料制造，无需安装，直接投入池中使用，施工简单方便。施工期短。微涡流絮凝技术也适合对传统工艺净水构筑物的改造，只需对原构筑物的内部设施稍加改动，就可投入使用。

第五，运行稳定、药耗低。微涡流絮凝反应器内腔絮体能长期保持，涡流反应区外的絮体泥渣可以全部排除，因而排泥操作可以简化，运行更稳定。由于微涡流造成混凝剂高效扩散，提高了混凝剂利用率，同时，涡流反应器腔内大量絮体活性得到充分利用，这使得微涡流混凝工艺的混凝剂消耗量明显低于传统工艺

第六，长期经济效益。采用微涡流絮凝技术后，絮凝剂与自用水量消耗大大降低，微涡流絮凝反应器可以长期使用，不必像网格反应池一样定期更换网格，因而可以发挥最大的效益，出水质量的提高带来的社会效益更是不可估量的。

但在运行中，也存在发现球体易积泥，清洗不便，费工费时，需要加强清洗设施。因此，有必要在以后的运行中进行以下改造：

第一，平流式沉淀池结构简单，运行可靠，管理方便，过负荷能力强。但池内有柱子支撑集水槽，造成池底排泥死区多，排泥不彻底，建议在工艺布置或吸泥机选型加以改进。

第二，V 型滤池是目前广泛使用，出水效果好，过滤周期长，反冲洗效果好，技术比较成熟先进。

第三，消毒剂采用二氧化氯发生器现场制取，原料采购方便，配制简单，消毒效果好，对于藻类较高原水的预处理也比用液氯要好。

5 结语

该净水工艺使低浊多藻的原水水质处理难题得到基本的解决。由于强化絮凝的效果，降低沉淀池的负担，提高滤池的产水量，延长滤池反冲洗时间，同时废水回收利用，减少废水排放，节能高效。加药量和消毒剂用量有所下降，出厂水质优良，均达到生活饮用水标准的要求。