自来水厂气浮除藻的问题和对策

自来水厂气浮除藻的问题和对策

宗兵年 李怀正 杨 维

提要 总结了自来水厂气浮除藻实践中存在的问题,并分析产生这些问题的原因,提出一些对策。

关键词 气浮 除藻 自来水厂

随着富营养化水域面积的大幅度扩大和程度的加重,藻类已日益成为以地表缓流水域(如湖泊)为水源的自来水厂深为头疼的问题。长期的研究和工程实践表明,气浮是一种比较好的除藻工艺。从70年代末开始,气浮除藻工艺在全国范围内得到了广泛的应用,但是在实践过程中,也反映出一些问题。本文主要针对这些问题予以总结,分析其产生原因,并力图找出切实可行的解决办法。

1 气浮系统对高浊度去除效率不高

这个问题主要是以下一些原因造成的。

(1)气浮加药量可以比常规沉淀的加药量小很多(如在南方地区,用于高藻水除藻时,矾耗一般可减少6mg/L~10mg/L),因此在原水浊度变化较大时抗这种变化的能力较小。对这种情况,要求在浊度变化较大时,相应改变加药量。

(2)气浮除藻溶气回流比一般取为5%~8% (也有些取到12%),但是当原水浊度增加较多时,这个回流比显然不够(固体量增加时要求气量相应增加,即回流比增加)。相应的解决办法是:在系统设计时应考虑到这种变化,并且在设备上作出安排,而在实际操作时,应根据浊度变化对溶气水回流比作出相应的调整。当然这种做法要增加一定的投资。

(3)在一些水厂,在气浮前没有设置反应池,或者絮凝条件不佳,造成气浮效果受影响。一般来说,气浮对絮凝要求较低,但还是有一定的要求,特别在高浊度条件下。

(4)一般水厂在气浮前都没有沉砂池,在高浊度条件(一般是洪水或风浪大时)下,进水中一些较大的泥砂颗粒比重较大,不易被气浮浮起。在这种情况下,气浮池下应设置一定的沉淀区。2 气浮除藻效率很难达到90%以上

在高藻期,气浮出水中剩余的藻类含量仍很高,仍会对过滤形成障碍。气浮在污水处理中一般都可达到一个很高的SS去除效率,如在造纸白水中,经常可达到95%,甚至99.5%以上,但在除藻中却很难做到。问题在以下几个方面:

(1)气浮对颗粒物的去除效率与颗粒物的表面性质有关。某些种类的藻类和气泡亲和力很小,不易和气泡黏附。解决的办法是投加适当的絮凝剂,改变其表面性质。

(2)去除效率和絮凝条件也有关。絮凝不好,必然在水中存在大量的细小藻类,很难为微细气泡颗粒捕集而去除。

(3)去除效率还和溶气水和原水的混合接触条件有关。如果混合接触不好,则有一些藻类将失去和气泡的接触黏附机会。

(4)去除效率和气浮分离区表面负荷也有关。从理论上说,表面负荷越高,则去除效率越低。所以,要达到一定的去除率,必然要保证一定的分离表面积。合适的表面负荷为6m3/(m2·d)。但是,在有些情况(如和滤池共建)下,表面负荷受滤池滤速控制而往往很高,在这种情况下,表面负荷也应尽量控制在9m3/(m2·d)以下。

(5)去除效率还和刮渣方式及刮渣条件有关。浮渣要及时刮除,否则,浮渣中藻渣和气泡会逐渐分离而导致藻渣下沉。一般来说,刮渣间隔越长,浮渣分解、絮体下沉的可能性越大。当然,实际应用中不可能立即刮除浮渣,(刮渣过频,还会使浮渣含水率提高而增加藻渣处理难度),甚至在很多场合(如结合滤池建造的情况下),还很难设置刮渣机,或者刮渣机运行方式受其它因素控制(如在移动罩滤池

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D OI:10.13789/https://www.360docs.net/doc/5210584778.html, ki.w w e1964.1999.10.009

中)。在有条件的情况下,应尽量设置可单独控制运行的刮渣机。此外,刮渣机的运行速度和刮渣机刮板的结构也很关键,其中心点是要尽量减少对浮渣的扰动。

3 气浮除藻的电耗和运行费用较高

长期以来,人们总认为:气浮比沉淀运行费用高。这种看法可能对污水处理合适,但对一个设计和装备良好的气浮除藻设施,却未必正确。

经过研究和实践,现在气浮除藻系统中溶气罐的工作压力一般取为3×105Pa~3.5×105Pa,低浊度情况下,一般回流比取为7%左右即可。在这种情况下,如果以一个2万m3/d规模的水厂考虑,回流水泵(以IS泵为例)的功率在11kW,相应引起运行费用的增加不到0.01元/m3。

而应用气浮除藻后,可相应大幅度降低矾耗,降低或取消原来的预加氯量,延长滤池冲洗周期(增加产水量),并减少水厂自用水量。所以,总的来说,增加气浮除藻系统后,在制水成本上可与原来持平或有所节省。

4 藻渣较难处理

湿藻渣的含水率约为97%。所以每天产生的湿藻渣量很可观。有些水厂将其随便弃置在厂外,臭味很大,影响环境卫生;有些水厂则干脆将其回流入湖泊,但这样做的后果是形成了一个藻类循环,增加了湖泊的含藻量,并且可能使藻类产生一定的耐药性,增加了今后藻类处理的难度。

在应用中发现,藻渣用板框滤机脱水效果较好。脱水前要投药处理,一般药剂用石灰加三氯化铁或石灰加聚铝,相对而言,后者脱水后的滤饼含水率较低(约为78%)。

藻渣的最终出路一般是制沼气、制砖或制肥。但目前三种做法都有一定的问题,有关这方面的研究应引起进一步的重视。

5 释放器容易堵塞

目前气浮除藻常用的溶气释放器,包括早期的TS系列,后来的TJ系列,以及TV系列等。在使用过程中,水厂反应释放器有堵塞现象。但是三种释放器堵塞的原因有所不同。TS系列释放器形成堵塞主要是由于释放器本身的原因,TV释放器则主要是由于使用和维护不当,而TJ释放器的堵塞则兼有这两种原因。

TS系列释放器内部压力释放机构是一种固定或半固定式,而且间隙很小,一旦溶气水中有较大的颗粒物质,就容易将其堵塞。而一般溶气水中很难避免一些颗粒物的存在。

TV系列释放器在研制时就考虑了抗堵要求,所以其内部压力释放机构可调整间隙大小,正常使用时保持一种小的间隙,而一旦有颗粒堵塞,可通过外加压力(压缩空气的压力)将间隙调大(下文称为反冲洗),从而将颗粒物质排除。所以在正常使用中,应该可以避免堵塞问题。实际使用中造成的堵塞,大多是由于使用和维护不当造成。

TV释放器要求“每个释放器有一个单独的反冲洗用的支管,并且有一组阀门(两个)可单独控制其工作状态”,以便对单个释放器进行反冲洗。但有些用户往往将多个释放器用一个阀门控制其反冲洗,由于每个释放器的反冲洗阻力会有所不同,这样,就造成了相互的影响,而导致有些释放器冲洗不干净而被堵塞。

另外,由于气浮系统一般一年中只在高藻期运行,使得管道和设备内很容易生锈,而且在释放器上也容易沉积污泥。所以在每年运行前,最好将释放器拆下,冲洗管道,将溶气系统内部锈块清洗干净。这种做法有时有一定的难度,比如遇到气浮系统和沉淀池或滤池合建在一起,不可能停止系统的运行来拆装释放器。这时可采取一种方便拆卸的安装方式,其特点是每个释放器有一根单独的反冲洗管,从池上接下,而且采用软性耐压橡胶管,同时,释放器连接的溶气水管上装设一个活接头。这样,操作人员在水池上,旋开活接头,即可将释放器连同溶气水支管一起提起,而根本不必停止系统运行。当然,如果管道和溶气罐内壁防腐较好,则可免除这些麻烦。

由此可见,只要应用得当,TV释放器可较好地避免堵塞。

6 溶器罐水位和压力的平衡问题

溶气罐内的溶气过程是一个动态平衡,温度、压力、水质等因素的变化,都容易引起这种平衡的移动。如何调节溶气罐内的压力和水位,曾经是一个问题:往往溶气罐内一会全是水,一会又全是气。

现在则可以通过一些比较简单的自动控制部件

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解决这个问题。其原理一般有两种,即控制进气量和控制进水量,在应用中更多使用前一种方法,具体而言即通过溶气罐内液位来控制进气量。

7 溶气罐和管道内壁容易腐蚀

由于气浮系统不是长期运转,一般仅在高藻期的三四个月内使用,而其它时间一直空置,溶气罐和管道内潮湿的环境很容易导致内壁腐蚀,降低系统寿命,并引起一些使用问题。

现在一般可通过在溶气罐和管道内壁涂塑来解决这个问题。8 空气压缩机容易损坏

气浮系统中,空压机一般启闭频繁,因而比较容易损坏。解决这个问题,首先在设计上选型要恰当,供气量和溶气量要比较匹配,尽量设置储气罐,以避免空压机启闭过于频繁;其次要加强维护保养。当然选用的空压机的质量也很重要。

★作者通讯处:200092 上海同济大学环境科学工程学院

 电话:(021)65982798

 收稿日期:1999-7-27

折板絮凝斜管沉淀池的工程实践

任 力 段万发

提要 介绍马鞍山市第二水厂7万m3/d折板絮凝斜管沉淀池的设计、施工安装、系统调试的经验及体会,提出重视絮凝形式的选择,以提高混合絮凝效果;重视系统调试,以寻找最佳运行状况,达到有效控制出水浊度、降低矾耗目的。

关键词 絮凝沉淀 施工安装 系统调试 降低矾耗

1 工程设计

在马鞍山市第二水厂扩建工程中,需建2座7万m3/d的絮凝沉淀池。其设计为:絮凝池设计由平流式横向相对折板和隔板组成,沉淀池为斜管沉淀池;单座平面尺寸46.14m×24.58m;每座池进口设置一DN900玻璃钢静态混合器,加矾采用全自动计量加注;排泥:反应区、过渡区采用穿孔管气动角阀水力排泥;沉淀区采用机械刮排泥。

1.1 絮凝池

絮凝池有效平面尺寸为18.6m×20.92m,分16道。水流从中端进入向两边平均分流,每边3道横向相对折板,1道平行折板,4道隔板。水流为平流式。进入折板的流速为V峰=0.35m/s,V谷=0.15m/ s,最后一级的流速为V峰=0.10m/s,V谷=0.08m/s,絮凝时间为20.8min,其中折板10.3min,隔板10.5min。折板厚度为45mm,高3.8m,最小间距为0.5m,最大间距为0.86m。隔板厚度2道为0.20m,另2道为0.19m,高都为3.5m。

1.2 过渡区

过渡区内设置八字花墙和整流板,花墙孔速度0.10m/s,整流板流速为0.039m/s,絮凝池和过渡区内设置29根DN200PVC穿孔排泥管,每根安装气动快开角阀和检修用的手动蝶阀。

1.3 沉淀池

沉淀池有效平面尺寸为20m×20m,水深3.5m,采用六边形内切圆直径35mm,长度1m,倾斜度60°的蜂窝状斜管。表面负荷8.03m3/(m2·h),上升流速2.23mm/s。距沉淀池底2m处设置一根有效长度为20m,32@工字钢,作为总集水槽底托,并作为斜管托架一端固定点。斜管托架是由133根有效长度为9.9m的12圆钢和133个花蓝螺丝组成。这种托架可使斜管孔减少堵塞,最大限度发挥其作用,并且拆装方便。总集水槽采用钢筋砼,尺寸为20m×1.4m×1.5m。支集水槽是钢制的,数量24个,尺寸为9550mm×300m m×210mm。支集水槽两边均装配有高240mm可调节三角堰板,方便系统调试。

1.4 沉淀池排泥设备

排泥设备采用扫角式侧向传动刮泥机,刮泥直

给水排水 Vol.25 No.10 199927 

WATER&WASTEWATER ENGINEERING Vol.25No.10October1999

CONTENTS

…………………………………………………………) Techno-Econo mical Policy on Urban Water Pollutio n Control Liu Weicheng(1 Abstract:The recent status and the ad ministration system on the urban water pollution control in china are persented.The planned goals of urban water pollution control set up in the national ninth five-year plan and the program made by the Ministry of Construction are described.Also corresponding administration s ystem and techno-economical policy are proposed as well.

………………………………) Legal System and Their Applicatio n for Underground Water Management in USA Luo Y u eping et al(4

………………………………………………………) Advances o n Design and Calculation of Urban Sewer System Li Shu ping et al(9 Abstract:In the construction of municipal and environmental engineerings,the cost of storm and sewage pipe s ystem is very high.

So it is an important subject to design rationally this s y stem conforming to the technical standard.This problem is reviewed from three aspects:optimizing the drainage s ystems design on definitive precondition,optimal layout of pipeline net work in plane and establishing of storm runoff model.There are some methods discussed and a few problems would be solved.

……………………) Select Removal of Trace Metal Ions from High Level Background of Conventional Cations Zhao Xuan et al(13 Abstract:It is specific in the pollution with high background level of metal ions that the trace heavy metal ions are al way s appear in drinking water with normal alkali metal ions of hign level background.A process differ to conventional ion exchange process to re-move the cations in water by weak base anion exchange resin has proposed on the basis of surface complextion.The authors think that the heavy metal ions shall be removed selectivel y by their surface complex reaction with the nitrogen atom in the amido-function groups of the resin.This process in high selective,economical and eas y to operate.

Study on Activated Carbon Adsorption for A dvanced Treatment of Urban Wastewater for

…………………………………………………………………………………) Refilling of Ground Water To ng G uichan et al(16 Abstract:An advanced treatment technology of activated carbon ads orption(ACA)to treat the secondary effluent of municipal wastewater plant for ground water rercharge was studied.The granular activated carbon,which is optimally suitable for municipal wastew-ater was chosen by isotherm adsorption experiments and ads orption behaviors of organic pollutants on different kinds of activated carbons were analyzed with ADSA program.Two different combined processes consisted of coagulation.sand filtration and ACA were conducted to investigate the removal efficiency of organic contaminants,through which the suitable advanced treatment process was selected and DOC value of the effluent could be decreased to less than3~4.5mg/L.

…………………………………………………) The state-of-the Art and Trend of Sludge Treatment in Japan Chen Rong zhu et al(20 Abstract:The recent statrs and technical trends of sludge treatment and sludge reuse in Japan are reviewed.

……………………………………………………………) Fuzzy Comprehensive Estimation of Wastewater Quality Su n J u n et al(22 Abstract:The qualit y of wastewater was evaluated by fuzzy mathematics,Weights of each indicator to evaluate the quality are de-termined according to their harm level to the environ ment.The evaluation of wastewater quality in the catch ment area of Licunhe River shows that this method has clear physical meanings and fair judgements.It will be helpful to improve the water q uality monitoring of dominate pollutants by referring the weight factors.

……………………………………………………………) On the Flotation Removal of Algae in Waterworks Zong Bingnian et al(25 Abstract:The problems of air flotation process to remove algae in waterworks are summarized.The causes are discussed and counter-measurements are suggested.

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