王銀濤¹，赫俊國(guó)²，艾恒雨
(1.七煤集團(tuán)水暖電訊公司，黑龍江七臺(tái)河154600；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱　150090)

　　摘　要：比較了投加聚鋁PAC+改性活化硅酸(改性水玻璃)與單獨(dú)投加PAC、投加PAC+活化硅酸凈化低溫、低濁水的效果。生產(chǎn)應(yīng)用表明，改性活化硅酸的使用可提高30%的產(chǎn)水量，降低50%的混凝劑投加量，降低凈化成本約15%。
　　關(guān)鍵詞：低溫、低濁水；改性活化硅酸；助凝劑；混凝劑
　　中圖分類號(hào)：TU991.22
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)11-0039-02

　　近年來(lái)，筆者研制出改性活化硅酸，不僅改善了其助凝性能，不易形成膠體，而且延長(zhǎng)了保存時(shí)間(傳統(tǒng)方法配制的活化硅酸保存時(shí)間僅4h左右)。

1　試驗(yàn)過(guò)程

1.1　改性活化硅酸的配制
　　先將聚丙烯酰胺稀釋為0.1%的溶液，待用。配制硅酸鈉的體積分?jǐn)?shù)為5%的溶液，向其中緩緩加入活化劑(鹽酸)，并不斷攪拌至pH值為7.8～8.0止。靜置15min，然后將其以15∶1(水玻璃∶聚丙烯酰胺溶液)的體積比倒入配制好的聚丙烯酰胺溶液中，制成改性活化硅酸(簡(jiǎn)稱改性藥劑)。
1.2　試驗(yàn)步驟與方法
　　試驗(yàn)在1998年—2000年的冬季進(jìn)行，原水取自黑龍江省七臺(tái)河市桃山水庫(kù)，水質(zhì)情況見表1。

表1　原水水質(zhì) 濁度(NTU) 色度(倍) 水溫(℃) pH 20～30 25 2.5～3 6.9

　　試驗(yàn)?zāi)康氖潜容^單獨(dú)投加聚鋁(PAC)與投加PAC+活化硅酸、投加PAC+改性活化硅酸對(duì)原水的處理效果。分別取等量水樣置于6個(gè)1Ｌ的燒杯中，然后在六聯(lián)攪拌機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。6個(gè)燒杯中先分別投加PAC以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1min，然后向其中2個(gè)燒杯中加入改性活化硅酸，向另外2個(gè)燒杯中加入活化硅酸以40r/min的轉(zhuǎn)速慢攪8min，靜置20min后在液面下1.5cm處取上清液，用散射光濁度儀測(cè)定剩余濁度。

2　結(jié)果與分析

　　圖1反映了單純使用PAC、使用PAC+改性活化硅酸和PAC+活化硅酸凈化原水后水中的剩余濁度(PAC投量以Al₂O₃計(jì))。

　　試驗(yàn)表明，投加改性活化硅酸較投加活化硅酸不僅提高了沉后水的水質(zhì)，而且可以降低PAC的投加量。
　　圖2反映了采用3種投藥方法后，懸浮運(yùn)動(dòng)絮凝體結(jié)合為沉淀運(yùn)動(dòng)絮凝體的比率(以下簡(jiǎn)稱絮凝體的結(jié)合率)與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。?　在工藝動(dòng)力學(xué)條件一定的情況下，投加改性活化硅酸可以有效地促進(jìn)絮凝體形成，增加其密度，減少絮凝體間的結(jié)合時(shí)間。

　　　

　　投加改性活化硅酸后形成的絮凝體密實(shí)、不易破碎、沉降速度快(見圖3)，縮短了凈化時(shí)間(見圖4)，提高了水廠的處理能力，起到了很好的助凝的作用。

3　經(jīng)濟(jì)分析

　　在保證出水濁度＜5NTU的前提下，單獨(dú)投加PAC、PAC+活化硅酸和PAC+改性活化硅酸的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表2，凈水費(fèi)用對(duì)比見表3。

表2　3種投藥方法混凝試驗(yàn)結(jié)果 藥劑 最佳投量(mg/L) 除濁率(%) 除藻率(%) 沉后水殘鋁(mg/L) PAC 28～35 63.2 23.5 0.20 PAC+活化硅酸 (25～30)+(2～3) 73.6 38.2 0.90 PAC+改性活化硅酸 (10～20)+(1～2) 85.4 44.1 0.12

表3　3種投藥方法凈水費(fèi)用比較 藥劑 單價(jià)(元/t) 投量(g/m³) 藥劑費(fèi)用(元/m³) PAC 2800 30 0.084 PAC+活化硅酸 568 24+12 0.074 PAC+改性活化硅酸 632 20+10 0.063

　　結(jié)果表明，投加PAC+改性活化硅酸費(fèi)用最低，混凝效果也最好，還可以大大提高沉淀池的水力負(fù)荷，增大現(xiàn)有工藝產(chǎn)水量。?
在黑龍江省七臺(tái)河市精煤集團(tuán)公司凈水廠應(yīng)用改性活化硅酸作助凝劑試運(yùn)行的1年中，低溫、低濁期該凈水廠原最大產(chǎn)水量為4×10⁴m³/d，投加PAC后為4.2t/d；投加改性活化硅酸后產(chǎn)水量提高到6.1×10^4m3/d，投加PAC為2.8t/d，節(jié)能降耗50余萬(wàn)元，由此可見改性活化硅酸對(duì)凈化低溫、低濁水是非常有效的，在經(jīng)濟(jì)上是可行的。?

4　結(jié)語(yǔ)

　　①改性活化硅酸配制工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便。可現(xiàn)配現(xiàn)用，也可以異地配制運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)使用。?
　　②該藥劑投加量小、成本低，一般凈水投加藥量為100mg/L，可節(jié)約混凝劑投量的50%左右，大大降低了制水成本。?
　　③試用結(jié)果表明，改性活化硅酸可以提高活化硅酸對(duì)低溫低濁水的助凝效果，使混凝劑充分發(fā)揮絮凝作用，是一種適合北方冬季低溫、低濁水處理的高效助凝劑，它的應(yīng)用將給水廠帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

　　 [1]赫俊國(guó)，宋學(xué)峰，金昌錦，等.微渦旋混凝低脈動(dòng)沉淀技術(shù)處理低溫低濁水[J].中國(guó)給水排水，1999，15(4)：17-19.
　　 [2]嚴(yán)煦世.給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)(第1冊(cè))[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

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　　收稿日期：2002-04-23