低浊高藻水絮凝工艺优化研究高艳玲赫俊国(中国环境管理干部学院，秦皇岛066004)(哈尔滨工业大学市政工程系，哈尔滨150010)摘要：本文通过生产性试验，研究了微涡漩理论对低浊高藻水的强化絮凝效果。试验结果表明，改型格网网格絮凝池能够提高沉淀水浊度、CODMo和藻类的去除效率。同时对絮凝体等效粒径和分形维数的研究表明，改型格网池形成的絮凝体粒径较大而且密实，沉降性能较好；文中还讨论了絮凝池的水头损失和絮凝荆投加量，改进格网池有一定的经济优势。实践表明，改型格网池处理低浊高藻水具有改善絮凝条件，提高水质，节约成本等优点。关键词：改型格网池微涡漩等效粒径分形维数1试验简介深圳某水厂以深圳水库作为水源，原水浊度常年处于5～15NTU，水库水体富营养化严重，藻类含量在106～107个／I。，最高可达109个／L，具有典型的低浊高藻的特点。该水厂设计规模35万m3／a，主体工艺采用臭氧预处理——网格絮凝——斜管沉淀——v型滤池，工艺流程见图1。其网格絮凝池共有8座，沿程分为27格竖并，絮凝时间14．7min，水头损失0．35～0．40m。由于原水的低浊高藻特征，该工艺自投产以来，絮凝效果不佳，沉淀池表面漂浮大量颗粒细小的矾花，而且斜管表面经常聚集大量矾花绒体，对水厂正常生产造成严重影响。如何优化与强化絮凝工艺参数，以适应这种水质，是需要解决的问题。2001年水厂自行对38网格絮凝池进行一次改造，调整后的格网池虽然取得了一定效果，但絮凝池水头损失增加，沉淀区跑矾花的问题没有完全解决。为此，水厂需要从改进絮凝技术人手，进一步改进网格絮凝池的絮凝条件，提高絮凝沉淀效果。2试验条件和方案2．1网格絮凝池试验方案水厂原絮凝池是基于速度梯度理论设计的，竖井内布网前密后疏，网眼流速分成2级，o•29m／s和0．23ra／s；Z001年水厂自行改进的格网池仍沿用速度梯度理论，网眼流速分为3级，0．42m／s，0．29m／s和0．23m／s。由于速度梯度理论自身的局限性，影响了网格絮凝池絮凝能力的充分发挥。因此，拟采用微涡漩理论优化絮凝工艺。微涡漩理论从絮凝的微观动力学致因分析入手，从亚微观尺度研究絮凝的动力学问题，水流经小孔眼的格网后产生高比例和高浓度的微涡漩，带动悬浮颗粒之间高效碰撞，利用其离心效应促进颗粒凝结，促进脱稳析出的小矾花颗粒由小到大，由松散到密实，既可以保证矾花的尺度和密实度，叉增强了矾花的抗剪切能力。大尺度涡漩的絮凝条件差，在絮凝池流道中设置多层格网使能量均衡输入，有效的消除大尺度涡漩，增加微小尺度涡漩比例，从而促进矾花问进一步凝并。在本试验中依据微涡漩理论优化网格絮凝工艺，以改型格网替换原有格网。以沿程剪切力恒定作为控制参数，使其孔剪切与过格网剪切相当，保持稳定工况。为保证矾花不被水流扰动打碎，控制流速为0．23m／s，保证水力半径R=0．008m和Fr=V2／Rg=3，以此确定改型格网的孔眼大小，并在竖井中布设多层格网，间距为孔眼尺寸的20倍。三种絮凝池的速度控制参数见表1。2，2试验条件2003年3月到5月进行生产性试验，监测4＃絮凝池，同时将3＃池和5＃池作为对照池。图2列出了试验期间的原水情况：原水浊度变化范围2～15NTU，高锰酸盐指数CODMn是1．5～5mg／L，藻类是3～5×107个／L。絮凝剂采用深圳产碱式氯化铝(PAC)，A12O3含量为lO％。用石灰调节pH值。生产性试验中，控制pH=8，调整混凝剂的投加量，进行了三组试验，试验方案见表2，其中PAC的投加量以AI203计。2．3主要检测项目及方法试验检测指标除了沉淀出水的浊度、藻类含量、COD‰等常规指标以外，从微观角度，直接考察絮凝池中矾花的形成情况，采用的检测手段有：FCD水下摄像系统和DH⋯CPAS颗粒图像分析系统。3结果与讨论3．1浊度试验期间沉淀池的出水浊度检测结果如图3。图3的试验结果显示，三个沉淀池出水都低于1．25NTU，而且随着投药量的增加都呈下降趋势；在相同的PAC投加量下，4＃池的沉淀出水浊度最低，比3＃和5＃低0．1～0．2NTU；在相同的沉淀出水浊度时，4＃池的PAC投加量最小，3＃居次，5＃最大。3．2高锰酸盐指数和藻类絮凝沉淀对于高锰酸盐指数(CODmn)和藻类的去除率见图4。从中看出，三个絮凝沉淀池都可以除去30％0以上的CODMn和70％以上的藻类；4＃池的去除率最高，同其他两池相比，呈现了一定的优势。对常规项目的分析结果表明4＃絮凝池中形成矾花沉淀性能较好，3＃次之。改型格网池通过产生微涡漩控制颗粒合理而有效的碰撞，并利用水流的紊动强度限制矾花颗粒的不合理增长，最终形成密实的絮凝体，从而改善絮凝条件，降低沉淀出水浊度，提高对有机物和藻类的去除效果。3．3ECD水下摄像系统分析矾花的性质直接反映絮凝效果的好坏，试验采用FCD水