溶气气浮法和沉定法的十分
快速混合池尺寸为200mm×200mm×200mm,反应池尺寸为300mm×300mm×800mm,沉淀 工艺的沉淀池尺寸为450mm×1200 mm×800mm,气浮池的尺寸为450mm×200mm×800mm,均用有机玻璃材质加工制成。试验采用的空压机为Z-0.29/7型,溶气罐为200×1500mm的钢制罐体,内装高度为800mm的阶梯环填料。
溶解性总固体的查测主要通过2100A型溶解性总固体仪。UV254和TOC的查测区分主要通过752UV紫外线光栅分光光度计和TOC法测试仪。2 毕竟及小组讨论2.1 水温对除浊效果的影响
每年的11月中旬至第二年的4月中旬间松花江水质具有低温、低浊的特点(水温为0℃、浊度为10NTU左右、pH值在6.8左右),在6、7月间水温在20℃左右,浊度为70NTU左右。试验期间投加的混凝剂为硫酸铝,低温期投加量经小试确定为40mg/L,采用活化硅酸作为助凝剂,投量为5mg/L。在较高温度和浊度下的混凝剂投量为25mg/L。为了对比气浮与沉淀工艺对固液分离的效果,两套工艺流程中对混合池、反应池、投药量及混合强度等前续工艺采用了相同的运行参数。混合池中的快速混合时间为2min,G值为420s-1,反应池反应时间为20min,G值为10s-1,气浮池水力停留时间为10min,回流比采用8% ,沉淀池中水力停留时间为1h,表面负荷率为气浮池的1/6。
在低温、低浊期间沉淀池对浊度的去除率不高,平均在50%左右,出水浊度维持在5NTU左右;而气浮池对浊度的去除率则高达90%左右,出水浊度可降至1NTU左右。 当水温为20℃、进水浊度在60~80NTU时,沉淀工艺的出水浊度在4NTU左右,平均去除率为95%;DAF的出水浊度在2NTU左右,平均去除率为97%,效果优于沉淀工艺。
对两种工艺的处理效果差异分析如下:
根据斯托克斯公式[2],假定一个絮凝颗粒的直径为50μm,密度为1.01g/mL,则在20℃时此颗粒的沉降速度为0.05m/h,沉淀池的表面负荷率一般在0.75~1.6m3/(m2·h),所以该颗粒不会被沉淀去除。如果颗粒要得到0.75m/h的沉速,则颗粒需要成长到178μm的直径才能被去除。在0℃时水的动力粘度系数为20℃时的1.8倍,对于同样状况的絮凝颗粒,0℃时在沉淀池中的沉速为0.03m/h。要使颗粒得到0.75m/h的沉降速度,则该颗粒需长到245μm的直径。
在考察水温对处理效果的影响时,必须考虑温度对絮凝颗粒的稳定性、颗粒与颗粒以及颗粒与气泡之间结合性能的影响。在低温时由于水的粘度较大,颗粒周围的水化膜较厚,颗粒的亲水性加强,从而使得颗粒能够在水中稳定地存在。尤其在低浊度时,由于水中胶体颗粒物数量较少,因而与混凝剂有效碰撞脱稳的机会也少,在实际生产中往往不得不采用加大投药量的方法来提高处理效果。采用DAF工艺时,由于通入空气,气泡和颗粒相互碰撞粘附几率增大,使颗粒的密度变小而更容易浮至水面被去除。
2.2 反应时间对除浊效果的影响
无论在低温或高温,对于沉淀工艺而言,要想获得较高的浊度去除率,反应池中的反应时间应不少于20min。而对于气浮工艺而言,只需要5min的反应时间就能获得很高的去除率,这是因为沉淀法是依靠絮凝颗粒不断长大而下沉,在低浊度时颗粒有效碰撞几 率降低因而使得颗粒成长的时间较为缓慢,据有关资料介绍为20~30min。气浮法则借助于微气泡的粘附作用,从而使得反应时间比沉淀法短。
2.3 对有机物的去除效果
原水水质见表1。
① 对于浊度<100NTU的原水,DAF工艺要优于常规的沉淀工艺,特别是对低温、低浊水,其优势更为明显。
② DAF工艺的反应时间只需要5min就能获得较高的处理效率,而对常规的沉淀工艺而言,至少需要20min的反应时间才能较为充分地发挥沉淀工艺的沉淀能力。
③ 水中有机物质的去除效果取决于混凝工艺,而与DAF或沉淀等固液分离步骤无关。
④ 在我国北方城市新建低温、低浊水质的处理厂或对已有水厂进行改造时,可优先考虑采用气浮工艺。
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