四、净水剂管理:
(1)运行监控
净水药剂投加采用不间断运行, 投加药剂应准确、连续、有效,确保水质各项指标合格。值班人员记录原水流量、计量泵投加量、药剂浓度、原水浊度、色度、PH值、含铁、沉淀池出水浊度、色度等数据。
加药值班人员每两小时巡回检查一次,主要检查设备的运行、原水水质变化、药剂及时调整、储药池液位、管路有无堵塞、投加池液位、根据原水变化情况值班人员及时调解药量, (1) 如原水温度低于4℃ ,浊度低于5NTU时,三氧化二铝水解缓慢,水的粘度大,且原水水质变化特别少,根据特点降低混合、反应、沉淀速度,提高投药流量、降低药液浓度。(2)原水温度高,浊度不太高(近年来春夏季原水浊度逐年下降),原水水质受天气变化影响大(风、雨)这段时期应随时根据原水条件增加排泥次数、反冲洗周期和提高药量。(3)微污染期时间提前延长,因湖泊、水库水中浊度较低富养化严重,水中藻类、蚤类大量繁殖,严重影响出水安全,必须调整排泥次数、反冲洗周期。必要时采取加强预氧化,投加活性炭粉末等措施。(4)还有浊度变化幅度大,水温大幅下降或大副上升。这段时期反应沉淀池积泥严重,巡视反应,反应沉淀池情况。调整转子流量计控制单池投加量,根据反应沉淀池出水水质,如沉淀池出水浊度大于3度,及时调整净水剂投加量重(转子流量计每季度清理一次)做到经济合理行.(5)制定不同原水浊度的加药量图表,主要作用为防止原水浊度变化时易于出现的失控,事先制定不同原水浊度的加药量图表,并作为生产依据.
(二) 净水药剂投加过程
1.净水药剂配置
在制备药液时需考虑药剂的数量、药液的浓度,溶解池的体积,搅拌方式等.投药人员应严格按照配比浓度配制,并如实填写配制记录,准确计量.
在实际使用中,一般都要按规定的浓度事先计算好一次需要熔化的药量与所加水量,正确的加以调配..
溶解药剂时气搅拌15分钟后静沉30分钟,方可提升置储药池。冬季药液浓度在15%,夏季浓度在20%。投加池的浓度不低于1%~5%,防止因pH值小于4.3时三氧化二铝水解成氢氧化铝沉淀,降低药效。
2.净水药剂投加
(一)基本要求
1各种安全防护装置必须齐全、可靠,投加设备应处于完好状态,工作前应仔细检查,如有损坏,需修复后方可投入工作。
2药池内不得有杂物,防止堵塞管道。
3将净水剂配置成所需浓度,并作好记录。
(二)净水药剂投加过程
1. 打开投加池放药阀门,先放药液,再加水,配置成液位为2.6米的一定浓度的药液, 投加池的浓度根据原水水质、水温、浊度、pH值、水量的多少等环境情况随时变化. 关闭药阀门关闭水阀门再气搅拌15分钟后静沉30分钟,使药剂充分溶解. 投加池的搅拌主要是压缩空气搅拌,池底放置支状多孔管, 压缩空气由多孔管分配而达到均匀搅拌的作用
2.检查投加系统,确定系统完好,如计量泵的油位 油质等,加药泵过滤器每季度清理一次。
3.依次打开相应投加池的出口阀、投加泵的进口阀,投加泵的出口管路上的阀门。
4.启动投加泵,投加方式采用计量泵投加.调节好转子流量计或
防止因pH值小于4.3时三氧化二铝水解成氢氧化铝沉淀,降低药效。(应是大于4.3)
调节投加泵的频率及冲程。药液的计量采用流量计,投加量在线监控.加药泵的流量不低于2800L/小时,根据反应沉淀池投加个数来确定加药泵的流量, 投加泵压力控制在0.2Mpa.
5.将配好的药液经投加点与原水混合,合理控制投加量,投加点在个反应沉淀池管式微涡混合器前, 其主要作用是提高水流中颗粒碰撞,提高混合效率.
6.巡视反应沉淀池,滤池出水水质。
7、储药池每年清理一次,投加池每半年清理一次。
混凝设备:微涡静态混合器 混合时间7~14秒 混器每年清理一次。
混合设施是完成凝聚阶段的设备,它必须保证混凝剂均匀地扩散到整个水体。由于铝盐或铁盐形成单氢氧聚合物所需时间约为10–10s左右,形成聚合物的时间也只有10–2~1s,因此混合时间不宜太长。颗粒吸附聚合物所需时间,对铝盐约在10–4s左右,对分子量为几百万的聚合物形成吸附的时间为1s到几s,因此,延长混合时间也是没有必要的。
混合过程使混凝剂在水体中分布均匀性非常重要,因为在凝聚阶段必须使水体中的pH值和混凝剂浓度保持均匀,由于胶体吸附混凝剂的反应是不可逆的,浓度不均匀要增加混凝剂的投加量,并使凝聚效果降低。
混合过程中除了考虑混凝剂在水体中分布的均匀性外,还应研究混凝剂的水平分散水平。当水体以1012~1018个分子组成的微团通过混合设施时为宏观混合,当水体中所有分子都能相互混合时是微观混合,这二者都是极端的情况,一般则处于二者之间。
只有在很短的时间内混凝剂十分均匀地以极其微小的以接近分子的颗粒与原水混合,这样才能以最高效率完成胶体颗粒的脱稳和凝聚过程。
竖流网格反应池:絮凝过程就是在外力作用下,使具有凝聚性能的微粒相互接触碰撞,形成密实的絮体,以便于在后续沉淀过程中分离。为了达到完善的絮凝,必须使絮粒具有在彼此接触后相互聚集的能力,同时具备使絮粒获得相应接触碰撞而又不造成破碎的水力条件。要使颗粒具有凝聚性能,主要是通过混凝剂的合适投加和充分的混合;而创造絮凝接触碰撞机会则需要在絮凝设备中完成。
a) 根据原水水质投加适当数量的混凝剂,投药量随水质和水量的变化而改变,必要时可加助凝剂。
b) 混凝剂和原水必须快速充分混合,使胶体杂质失去稳定性。
c) 絮凝池应有良好水力条件,前段采用水通过较密的网格,以增加絮体的碰撞机会,尽快结成大的密实颗粒,以后,减少网格片数,以防止矾花受水流的剪力而破碎。
d) 絮凝池容积应保证必要的停留时间,使颗粒有充分的碰撞而结合的机会,停留时间随原水水质而变化,如果原水的浑浊度高和温度高,停留时间可以短些,并尽量不让絮凝池积泥。
e) 控制絮凝池到沉淀池的流速,做到矾花进沉淀池未受到破坏并且有利于沉淀。
四、 沉淀池管理:
水中悬浮颗粒依靠重力作用,从水中分离出来的过程称为沉淀。根据悬浮颗粒的性质,凝聚性能的强弱及其浓度的高低,沉淀分四类。
① 自由沉淀:水中的悬浮固体浓度不高,而且不具有凝聚的性能,在沉淀过程中固体颗粒不改变形状、尺寸、,也不互相聚合,各自独立地完成沉淀过程。
② 絮凝沉淀:水中悬浮固体浓度也不高,但具有凝聚性能,在沉淀过程中相互聚合,其尺寸和质量均随深度而增加,其沉速也随深度而增大。
③ 拥挤沉淀:当水中悬浮固体的浓度提高到一定程度后,每个颗粒的沉淀都将受其周围颗粒的干扰,沉速有所降低,在清水与浑水之间形成明显的交界面。沉淀过程实质就是这个界面的下降过程。
④ 压缩沉淀:悬浮物浓度很高,固体颗粒相互接触,相互支撑,上层颗粒在重力作用下将下层颗粒间隙中的液体挤出界面,使固体颗粒群被压缩。
沉淀池的注意事项:
1、斜板沉淀池的沉淀效率高 ,水在斜板中的停留时间只有4~5分钟,因此对进水量和水质的瞬时变化比较难适应。进水一有变化,立刻会影响出水水质,几乎无缓冲余地。因此,采用斜板沉淀池应特别重视絮凝环节,絮凝效果好,出厂水质才能有保证。
2、在斜板沉淀池的清水区中,水的透明度高,又受到阳光照射,斜板容易生长藻类,藻类滋长不会严重影响斜板沉淀池的运行,但对水中微生物和有机物有较大影响。应采取预氧化或避光等措施。
3、斜板沉淀池的清水区有时会翻浑,主要是斜板壁上大块污泥突然滑落而被水流带出造成的。主要是斜板内积泥,为了排泥通畅应变换斜板角度,但在实际工作中不可行,不得以只能降低负荷,从水厂管理上降低负荷是不允许的。
涡旋混凝、低脉动沉淀技术的原理:
加强水流的紊动可以大大加快药剂的扩散速率,强化混合过程。紊流中存在着大大小小的涡旋,涡旋的大小和轴向是随机的,因此涡旋本身在紊流内部的相对运动速度也是随机变化的,涡旋不断地产生、发展、衰减与消失。大尺度涡旋(小波数涡旋)破坏后形成尺度较小的涡旋(大波数涡旋)。较小尺度的涡旋破坏后形成尺度更小但波数较大的涡旋。由于这些涡旋在紊流内部作随机运动,不断平移和运动,使得紊流各点速度随时间不断变化,形成了流速的脉动,也就是说紊流是由连续不断地涡旋运动造成的。紊动能量由大尺度涡旋逐级传给小尺度涡旋。大尺度涡旋由于速度梯度很小,其絮凝条件很差。由此可见,在紊流中若能有效地消除大尺度涡旋,增加微小尺度涡旋比例,就能提高絮凝效果。
⑴、 对混合过程的强化。传统意义上的宏观扩散与亚微观扩散两个不同的物理过程,而在水处理反应中亚微观扩散是起决定性作用的动力学因素。亚微观扩散究其实质是层流扩散,其扩散规律与用Fick定律描写的宏观扩散规律完全不同,在湍动水流中亚微观传质主要是由惯性效应导致的物质迁移造成的,特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。
管式微涡旋初级混凝设备,就是利于用高比例高强度微涡旋的离心惯性效应来克服亚微观传质阻力,增加亚微观传质速率,可在很短的时间内实现药剂的充分扩散,使混凝剂水解产物迅速到达水体每一细部而得以充分的利用。生产使用证明,这种设备效率高、占地少、效果好,混合时间仅3~30s,不仅比传统的静态混合器大幅度提高处理能力,而且一般较传统工艺节省药剂投加量20~30%。
⑵、 对絮凝工艺的强化。该技术理论上从湍流微结构的尺度既亚微观尺度对混凝动力学问题进行了深入的研究,提出絮凝的絮凝动力学致因是“惯性效应”,湍流剪切力是絮凝反应中决定性的动力学因素,并由此建立了絮凝的动力学相似准则。在竖流反应池设立小孔网格的作用:⑴、水流通过网格的区段是速度激烈变化的区段,也是惯性效应最强、颗粒碰撞概率最高的区段。⑵、从脉动能量方程可知,水流流过格网获得脉动能量后,沿程再没有可能获得能量,因此这种各向同性紊流紊动能量处于衰减中,涡旋也处于衰减中;小孔眼网格之后湍流的涡旋尺度大幅度减小,微涡旋比例增加,涡旋的离心惯性效应增加,有效地增加了颗粒碰撞次数。⑶、由于过网水流的惯性作用,矾花产生强烈的变形,使矾花中吸附能级低的部分,由于其变形揉动作用达到高吸附能级,这样就使得通过网格之后矾花变得更密实。⑷、可以通过在水流通道中科学地布设小孔眼网格,控制湍流剪切梯度,使其通过合理的有效碰撞,形成均匀密实、易于沉淀的矾花;设置多层网格比设置阻力一样的一层密网眼的网格效果更好。反应效率大幅度提高,絮凝时间可缩短5~10min。
⑶、 对沉淀工艺的强化。传统沉淀理论认为斜板、斜管沉淀池中水流处于层流状态。但事实上通路中水流是脉动的,这是因为当斜管中大的矾花