混凝工艺的演进

006年6月混凝工艺的演进71混凝工艺的演进张文华深圳市全达市政工程设计有限公司深圳518101)摘要通过对混凝工艺中的混凝剂和助凝剂、药剂配置、计量、投药量自控以及混合设备五个方面的发展演变和人们的不断探索来讲述混凝工艺的演进,说明混凝工艺已由低效到高效从复杂到简单维护由难到易发生了很大的变化。关键词:自来水厂混凝工艺演进以地面水为水源的自来水厂,出厂水质的稳定与价格很贵液体的A2O3≥10-12%便宜得多使用也否除了既定的工艺外混凝是整个净水工艺的前提,方便唯需槽车运送,水厂一般以液体为主固体则适它时时刻刻牵系着制水者的神经。而设计部门往往着量储存用来应急。重在构筑物硬件"的处理忽略了这一至关重要的软1.5助凝剂通常是利用高分子物质的吸附、架桥件"的认真对待,作用促使细小松散的絮粒结成粗大密实的矾花,以利生产的需求、实践的积累催促着该项工艺的演进。下沉常用的有1.混凝剂1.5.1骨胶俗称水胶必须热溶、稀释后使用用它早期净水多采用明吣含A2O310%上下腼着用水同时省矾但腥臭粘滑、污染环境、操作繁琐、劳动强度量的增长逐渐以净水效率较高的硫酸铝含AO315%大且时间一长影响滤池滤速。上下屎代替。六十年代由于物资奇缺,些代用品纷1.5.2水玻璃又名泡化碱,临用前加酸活化但若纷登场。加酸一旦过量(酸量不足效率又降低)或正常活化后1.1硫酸亚铁+石灰其价格便宜但容易吸潮放置时间一长便凝成冻胶而失效。还堵塞加注设备经潮解晶莹的绿矾变得棕黄净水效果大打折扣。石清理困难故使用者渐少。灰也易吸潮,新烧的块灰,很快成为粉末,难以久储1.5.3聚丙烯酰胺黠成的碱花特大沉淀迅速效石灰乳浊液比上清液碱性大但易堵塞管道,劳动强度果显著。所不足的是沉淀后水中多少存留着单体丙大。铁灰两液的比例调节麻烦常常影响沉淀水质烯腈有毒,故须严格控制用量。即便如此,城市供水1.2三氯化铁。就地产生竖起5-6m高的钢筋砼的水厂仍心存顾忌不敢贸然使用管作反应塔。投铁鉋花其中放水浸泡而后从塔底通自聚合氯化铝一经问世,很快变成了净水混凝剂入氯气,定时间的沸腾之后即成三氯化铁成本低的主角因为它兼备了混凝、助凝两者之长单一品种廉原料丰富。使用一段时间之后,才意识到铁鉋花的使用方便价格适中,从此蒿日使用较多的硫酸铝,骨成份复杂滩免有毒但此时尚末涉及环境的污染。胶之类便少有问津了。1.3后一期又兴起了聚合硫酸铝、硫酸铁但效果净水混凝剂经过几十年的演变大致上有这么几并不甚显著故使用的也不多。个概念1.4再后来,兴起了聚合氯化铝(又称碱铝),不少a.首先着眼于净水效果从一般的混凝剂发展到水厂用铝灰+工业盐酸,通入蒸汽,在反应釜内生成凵中国煤化工了高分子助凝、混凝剂的少数也用铝矾土作原料),最后也跟土法造三氯化铁CNMHG的紧接着是人工的样。由于铝灰来源很杂有毒成份难以控制生成的b,随着对水质的日益重视,引发了对净水原材料碱铝Al2O3含量不一,最终还是改用氢氧化铝+盐酸,质量的认真审查。于是出台了净水剂中重金属、有毒通蒸汽生成。生产厂也变成了少数碱铝专业”厂。有害物质的限量标准。也就自然淘汰了鉋花,铝灰之碼铝有固、液两种,固体的有效Al2O3≥29—32%,类原材料的使用。72江西化工2006年第2期c,基于降低制水成本逐渐多用液体少用固体混易磨损、成本高往往带病运转,凝剂,带来了和矾程序的简化,为加矾自控创造了条2.3空气搅拌。池底均布一根根穿孔出气管用鼓件。风机鼓进空气带动水流上下翻腾。达到拌和的效果,2.药剂配制此法比机械法确有很大进步但也不少问题:a池底的早期用过干加法加机将矾研磨成碎末投加到出气管采用塑料制品防腐,在今天已不成问题,但清反应室进口水中借原水冲和投加量只能粗略控制,通仍费工夫。b要另行配备鼓风机等设施:c要设置防混合的均匀与否可想而知故多敢用湿加。噪措施气量、气压要调控,稍有不当,矾液四溅,污液体混凝剂的配制只须使其与水同时入池,并造及周围。成了旋流借水力搅和即可洏而固体的配制方法便有多2.4耐酸泵搅拌。(如图腓拌和池腰间搁置竹笆池底接耐酸泵进水管。池顶的喷淋管,一端接自来水,另2.1原始的办法,将矾块投入池中放水浸泡。池一端接泵的出水管。拌和时,将固体矾块置于竹笆上,底管道岀液此法简易但费时长浓度提不高控制也放自来水至设定水位。关阀,开泵,矾液自池底吸入难经泵叶搅拌、提升,由喷淋管喷洒到料面再由池底进2.2机械搅拌。这是最常见的方法。历史虽久,但泵如此循环往复,直至浓度达到要求后,泵入高位水伴随着它的几大缺陷始終未得到解决.矾块不能太池备用。若系液体矾则不设竹笆,直接回流即可,此法大太大搅不动。一次加入量不可过多,过多搅不起简易,一泵两用。维护量小配制的矾液浓度可任意控来。b,矾尘积垢,传动皮带或齿轮常出故障,维修工制。作量大沁,液下部分腐蚀严重贴胶防腐江工艺困难容储液池喷港浮板阀自米水恒水位箱和矾池耐酸泵水泵搅拌搅拌方式的发展明显一条由原始向精巧由复杂的迎。中国煤化工到简洁的思路a.早期的混凝剂多是固体故从常识性的水淋浸泡开始;,机械搅拌使拌和速度提高,岀液加矾人员希聖知道加汪总量,更希望准确知道瞬浓度均匀沁.空气搅拌克服了机械故障多防腐难维时加注量以便于掌握修量大的诸多不足水泵搅拌,又简化了空气设施的1最初依照加矾考克(阀门)手柄旋转角度的大复杂、噪音、溅液的弱点。到目前为止,是相对完善的小约略估计加注量006年6月混凝工艺的演进733.2进一步改用苗嘴,苗嘴的孔径各异,更换苗嘴低实现加矾自动控制。目前在实际制水工艺中尚属即改变了加注量再进一步改用了孔盘转动盘面便少见。更换了孔眼这此苗嘴一只一只地更换省事得多。上述(4)(5)两技术,均是综合了混凝诸因素,归3.3在加注管路中接入转子流量计控制阀门转结为单一因子以此实施自控子标示任一流量龀比苗嘴、孔盘的跳跃式变换,更接近几十年来的加矾工艺,从目测絮体的经验控制所需要的加注量。现场模拟到流动电流,到絮凝检测的自动控制,显示3.4计量泵。与上列各法相比,它在加注量的控制了从初级到高级的发展过程。虽然(4)法尚不理想,和调节上得到很大提高适应了加矾的自动化,但维护(5法才初现端倪,但可以预期,人们探索的脚步不会它的正常运转也要求更高。停止将来必臻完善从计量设备的发展,清楚地感到:人们在追求计量5.混合设备的精确上、调节的灵活上一直在不懈地努力矾液加入原水的混合要求快速、均匀,其方法颇4.投药量自控多如何既确保水质又节约矾耗这就必须通过自动5.1水力混合池,有隔板、穿孔、跌水、涡流等等混控制技术使加矾量紧紧跟原水的变化而变化但其中合池目前多已不用。影响的因素很多,一直是个难题5.2机械混合。按说混合效果好不受水量变化的4.1人工调节法。参照原水加矾搅拌试验的结果,影响但也不尽然且增加了维修工作量,国内用的不设定初始加注量,结合净水生产实际经验地调整加多矾此法原始当然不是自控但沿用至今,尤其是小水5.3管式混合。矾液加入浑水管中加注点与反应厂尚难跳出这个框框。室之间不少于50倍管径的距离这种利用流速的方法4.2数学模型法。依靠积累的历史资料将制水诸效果不太稳定。要素分析算得加矾量的数学模型编程作为前馈给定5.4水泵混合。优点较多,但取水泵房距处理构量再以沉淀岀水为后馈校正量,以此自动控制加矾,筑物必须不大于150m随着水源污染的加剧远距离取该法不最完善有较大难度故使用者不多。水的增多此法便很少可用了。4.3现场模拟试验法,加矾后的原水引少量入模5.5管道静态混合器。器内多道叶片交叉矾液入拟装置〔斜管沉淀器、过滤器)连续测定岀水浊度以判器与水一起经分割、改向形成涡旋混合效果好构造定加矾量反馈于生产调节模拟比实际生产快速但简单,无活动部件故被广泛采用。有差距仅有一些水厂在综观发展的历程,从低效到高效,从复杂到简单,4.4流动电流控制技术。利用胶体之负电吸引矾维护容易是一大进步之正电在水流中形成电流,当此电流接近零值,表明混凝剂适当效果最佳,从而实现加矾自控,但此类设参考文献备,无论进口的、国产的用得理想的并不太多。[I]简明给水设计手册》钟淳昌戚盛豪主编中国建筑工业出4.5絮凝检测控制技术。光线穿过水层,使光电版社池生电为信号。絮凝之水,泥粒增大数目减少透光[2给排水工程快速设计手册》给水工程严照世主编中国率增加反映了水的絮凝程度。此法即用透光率的高建筑工业出版社中国煤化工CNMHG