低温低浊水处理技术的研究应用现状分新
低温低浊度水质处理
2020.03科学技术创新与其最佳使用场所势在必行。
现如今的光催化材料主要有以下两点限制其发展和推广应用：（1）光催化剂的光转化效率较低，并且不能在理想的时间内保持稳定性；（2）光催化材料的成本一直较高，阻碍了其大规模的推广应用；（3）光催化材料在应用时，受外界动态光照环境、应用场所不稳定等多方面影响，从而导致其性能、在应用场所上的贴附度等发生变化，例如，选取适用在玻璃幕墙上的最佳光催化材料，现如今随着时代的不断发展，越来越多的高楼大厦采用玻璃作为幕墙，将建筑美学等因素有机地统一起来，建筑物随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。
但玻璃幕墙相对其他基材更显脏污，传统水清洗已无法满足其需要。
因此可以将光催化技术应用在玻璃幕墙治理上面，可以为玻璃幕墙污染治理做出贡献。
另外还可以选取适用在公路两侧隔离板上的最佳光催化材料进行研究等。
基于此，作者认为，在光催化技术被广泛应用之前，以下问题需要解决：降低光催化材料的生产成本；提高光催化剂的光转化效率以及稳定性；光催化材料与应用场所的最佳耦合关系的选取。
在此综述中，本人认为将此作为主攻方向，通过相关系统的研究，可以为中国气候条件下控制及回收温室气体，提供坚实的理论支撑体系。
参考文献[1]杨礼荣.我国典型行业非二氧化碳类温室气体减排技术及对策[M].北京：中国环境出版社,2014.[2]王芳.仿生多孔二氧化钛合成及其光催化还原二氧化碳性能研究[D].南京：南京大学,2015.[3]卫静.TiO 2基纳米材料光催化还原CO 2研究[D].天津：天津大学,2011.[4]De Richter R,Ming T,Davies P,et al.Removal of non-CO 2,greenhouse gases by large -scale atmospheric solar photocatalysis [J].Progress in Energy &Combustion Science,2017,60:68-96.[5]Richter A,Burrows J P,N 俟ss H,et al.Increase in tropospheric nitrogen dioxide over China observed from space.[J].Nature,2005,437(7055):129-132.[6]W Schiel,J.Schlaich,et al.The solar chimney:electricity from the sun[J].Edition Axel Menges,1995.[7]佚名.光催化空气净化技术[J].中国建材,2004(9):86.[8]贺晓宇.光催化水泥基复合材料研究进展[J].科技与创新,2017(15):134-136.[9]王欣欣,亓学奎,杨华,等.光催化涂层净化气态有机物能力评价系统[J].表面技术,2017,46(4):58-63.[10]姚仲鹏.空气净化原理、设计与应用[M].北京：中国科学技术出版社,2014.作者简介：黄晨茜（1992-），女，汉，河南省宁陵县，硕士，建筑节能技术。
低温低浊水处理技术的研究应用
低温低浊水处理技术的研究应用郭玲,陈玉成(1西南大学资源环境学院2重庆市自来水公司,3重庆市农业资源与环境研究重点实验室摘要:低温低浊水处理是净水技术的一个难点,从水温、水中微粒浓度及有机污染物三个方面分析了这种水质难于处理的原因。
基于众多水处理工作者的试验研究与实践,对多种低温低浊水处理技术、药剂优选技术、泥渣回流技术、微絮凝技术、气浮技术与强化混凝技术进行了综述。
关键词:低温低浊水;处理;混凝;浊度1 引言低温低浊水的处理是给水处理工程中的难题之一,一直困扰着给水界。
给水处理领域中对低温低浊水尚没有确切的定义,我国北方气候寒冷,冬春季节水温可降至0~2℃,浊度降到10~30NTU(有时10NTU以下;我国南方地区以长江水系为代表每年随着冬季的到来,水温和浊度逐渐下降,水温一般在3~7℃,浊度一般在20~50NTU之间变化,把每年11月至次年3月温度低于10℃或浊度低于30NTU的地表水称为低温低浊度水。
这种低温低浊水很难处理,即使增大混凝剂投加量,净化后的水质仍很难达到国家饮用水的标准。
为此,我国通过20多年的科学试验和生产实践,基本攻克这一技术难关,获得了显著的成果。
2低温低浊水难以净化的原因2.1水温的影响低温对混凝剂水解速率影响很大,低水温使水解反应速度减缓,在常见的混凝剂中,铝盐较铁盐受水温影响大,以常用的硫酸铝为例,当水温为0℃时,硫酸铝水解速率只是5℃时的2/3~1/2。
低温水的粘度大,液层间的内阻力大,单位时间单位体积颗粒的碰撞次数减少,不利于水中微小颗粒碰撞、凝聚和絮凝体的成长,絮凝速率和颗粒沉降速度也减小。
低水温减弱微粒的布朗运动,水分子间的热运动能量减弱,不利于微粒间碰撞凝聚。
水温低,胶体的溶剂化作用增强,颗粒周围水化膜加厚,粘附强度降低,妨碍其凝聚。
低温时气体的溶解度大,形成的絮凝体密度降低,溶解气体大量吸附在絮凝体周围,也不利于其沉淀。
2.2水中微粒浓度的影响低温条件下源水浊度越低,给水工艺在运行中的药耗越高,处理难度也越大。
低温低浊度水
不仅除浊效率高，且可提高３０％的产水
量，降低５０％的混凝剂投加量，降低净 化成本约１５％。
助凝剂活化硅酸的配制和使用应满足下列要求
1、硅酸钠原液浓度（酸化前浓度）应控制在1.5%~2.0% 2、应根据原水水质通过实验确定剩余碱度的最佳值 3、活化时间可取1.5~2.0h 4、稀释倍数以2~4倍为宜 5、配制好的活化硅酸工作溶液宜在8h之内使用完毕
3、有机污染物的影响
①有机物可吸附在胶体颗粒表面，形成有机 保护膜，不但使胶体表面电荷密度增加， 而且阻碍了胶体颗粒间的结合，影响混凝 效果。
②当水中存在天然有机物时，混凝剂首先与带
电密度大的腐殖酸和富里酸作用，只有加大投 药量使混凝剂中和了溶液中颗粒表面的天然有 机物电荷后，才开始表现出架桥作用。并且， 颗粒物表面的有机保护层会造成颗粒间空间位 阻或双电层排斥作用，使低温低浊水形成一个 稳定的物系。
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与投加机械杂质（如粘土等）相比，泥渣回流 法较易实现，因为回流泥渣的粒度与水中天然 悬浮杂质粒度相同，且不需要大量投加人工造 泥，相比之下也较经济。
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机械搅拌加速澄清池
4、溶气气浮法
溶气气浮法是利用压力溶气水骤然减压所释 放出来的大量微细气泡，将水中加药混凝 反应后所形成的絮凝颗粒吸附在气泡表面 ，由于气泡密度小于水的密度，就使带有 絮凝颗粒的气泡上浮于水面，形成浮渣而 被刮渣机清除，达到除浊的目的。
6、微絮凝接触过滤法
原水经加药后直接进入滤池过滤，滤前不设任 何絮凝设备。这种过滤方式一般称为“接触过 滤”。微絮凝接触过滤的原理是：滤池上层滤 料空隙甚小，滤料表面有一定的化学特性，在 源水中投加混凝剂、助凝剂后，立刻直接进入 滤池，在滤料层中形成微小絮凝体，其中一部 分被截留，另一部分被滤料吸附，呈现具有微 絮凝接触吸附过滤作用，从而实现除低浊的目 的。
处理低温低浊水的混凝剂及助凝剂的对比应用研究
处理低温低浊水的混凝剂及助凝剂的对比应用研究张立东;李彦文【摘要】在我国北方进入冬季,松花江水处于长达4～5个月的低温低浊期,温度一般维持在3～6℃,浊度一般在6～ 13NTU之间.本文利用聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC),通过经验数据法和正交试验等方法确定最佳投药量,使剩余浊度基本上降到0.5NTU一下,并且进一步考察水中其他因素,如氨氮、硬度、COD、电导率和pH的去除情况,其中COD随着混凝剂的投加有明显的去除效果,剩余含量达到0.8 mg/L左右,而氨氮在0.5 mg/L上下浮动.电导率随着改性活化硅酸的投入逐渐升高.经改良后的活化硅酸有很好的稳定性,对浊度的去除效果也很好.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2014(031)011【总页数】4页(P35-37,56)【关键词】低温低浊水;聚合氯化铝(PAC);聚合氯化铝铁(PAFC);聚丙烯酰胺(PAM);改性活化硅酸【作者】张立东;李彦文【作者单位】吉林化工学院资源与环境工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院资产管理处,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】TU991.2由于水资源的紧缺和流经城市河段的水质污染，使得采用水库作给水水源的情况日渐增多，但水库水具有浊度低、藻类多的特点.以江河水为水源的水厂，在每年10月至次年3、4月的枯水季节，也存在着浊度较低、有机污染加剧、水温低的类似问题.在我国北方广大地区有长达5～6个月的冰封期，水质长时间处于低温低浊状态，江河水温0～1℃，浊度为5 ～30 mg/L，水库水下层水温2～4℃，浊度为5～10 mg/L.在冬季，水质的物理化学特性与其它季节相比具有温度低、浊度低、耗氧量低、碱度低、水的粘度大等特点，这给不少自来水厂的冬季处理带来了很大困难.因此，解决低温低浊水质净化技术的问题，是一项很有价值并十分重要的现实问题.饮用水处理的难点之一就是低温低浊水的处理.在低温低浊时，浊质的混凝沉淀性能大幅度降低，此时，大部分水厂为了能够形成易于沉淀分离的比较粗大的絮凝体，通常采用的方法就是增加混凝剂的投加量.但是，混凝剂投加量的增大，不仅浪费，同时还将导致污泥量增加、滤池过滤周期缩短、混凝剂残余量升高等问题，给净水设施的维护和管理带来很大的弊端.因此，根据低温低浊水的混凝特点，研究适合于低温低浊水处理的混凝条件是非常重要的［1-2］.1 低温低浊水处理难点的分析低温低浊水是指水温在0～4℃，浊度在1～30NTU的原水，现研究发现低温低浊水难以处理的原因主要有以下几点:(a)水温低，水分子热运动缓慢，从而减缓了水中胶体杂质颗粒的运动.同时胶体颗粒间的排斥势能增大，不利于颗粒碰撞，使胶体颗粒脱稳困难.(b)低温时，水的粘滞性高，流动性差，不利于混凝剂在水中的扩散和水解.(c)水温低，胶体的溶剂化作用增加，颗粒周围水化作用突出，妨碍其凝聚.(d)水温低，对药剂水解的吸热过程有不利影响，使水解不完善，影响药剂效能的发挥.(e)水温低，气体在水体中的溶解增加，使絮体密度降低，溶解气体大量吸附于絮凝体周围，不利于沉淀分离.(f)浊度低，单位水体中颗粒数量少，密度低，颗粒有效碰撞几率减少.(g)浊度低，颗粒细小均匀，形成的絮凝体细、少、轻，难于沉淀，易于穿透滤层［3］.2 试验材料与方法2.1 试验方法选取吉林市某段松花江水进行研究分析，取河段不同深度的水混合后作为代表水样.对进水和出水的相关参数(如浊度、温度、pH值、电导率、CODMn、硬度、氨氮)进行测定，并选取水处理广泛使用的混凝剂PAC、PAFC和助凝剂PAM、改良活化硅酸对松花江水进行实验分析，以确定混凝剂及助凝剂的最佳投药量.2.2 取水方法考虑到取水的可操作性和安全因素，对取水的方法进行了一些改进.在大桥上用绳索提取指定深度的水，然后进行混合.具体方法:选取三个等分断面，每个等分断面按三个等分点进行划分.依次提取每个断面 0.5、1.0、1.5 m 水深处的水进行混合.并现场测定水样的水温、pH值、电导率.表1 原水水质情况指标氨氮/(mg·L－1)/℃原水硬度/(mg·L－1)CODMn/(mg·L－1) pH 浊度NTU 电导率/(ms·cm－1) 温度0.65 90 6.0 7.7 6.71 0.04 4.53 试验结果与分析3.1 试验比较PAC与PAFC的除浊效果松花江下游水浊度都在7NTU左右，COD、氨氮、硬度等相差不大，由上图浊度去除率可知，PAFC对浊度的去除效果优于 PAC，与理论相符［4-5］.图1 PAFC/PAC对浊度去除率的影响3.2 结合助凝剂后的效果比较结果比较见图2～图4.图2 PAFC-PAM/PAC-PAM浊度去除率的比较图3 活化硅酸为助凝剂对浊度去除效果的影响从图中可以看出，在PAC投加量(平均值)比PAFC减少10%时，其沉淀池出水浊度与后者接近.当沉淀池出水浊度均接近调控目标0.5NTU时，PAC投加量更少，可有效地降低成本约15%.图4 投加量与COD去除率的关系由图4的结果看到，在投量相同的多数情况下，PAC+改性活化硅酸的COD去除率高于其他混凝剂约15%，最多可以去除原水中80%以上的有机污染物，其除污染能力不容忽视.综合上面四副图的试验结果可知，对于目前的原水条件，若仅凭除浊效果，可以选择PAFC、聚合氯化铝+活化硅酸或者聚合氯化铝铁+活化硅酸做混凝剂，但结合除污染效能，宜选聚合氯化铝+活化硅酸或聚合氯化铝铁+改性活化硅酸做混凝剂.另外，考虑到经济因素，聚合氯化铝+改性活化硅酸更加适合水厂使用.多数情况下，仅以除浊要求得到的最优投药量不能满足除有机物的要求，若能结合考虑，可以提高 COD去除率达17%以上.因此，选择混凝剂、确定最优投药量，都要综合除浊和除有机物的要求来考虑，以提高除污染效率［6-7］.3.3 PAC/PAFC与活化硅酸的正交试验PAC/PAFC 的用量为:8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L.活化硅酸的用量为:3 mL、4 mL、5 mL.投药时间采用:0.5 min、5.5 min、10.5 min.采用正交实验方法.表2 PAC-活化硅酸最佳投药量及最佳投药时间PAC用量/(mg·L－1)改性活化硅酸的用量/mL投药时间/min 10 4 5.5实验表明最佳去除率能达到97.2%.表3PAC-活化硅酸最佳投药量及最佳投药时间PAFC用量/(mg·L－1)改性活化硅酸的用量/mL投药时间/min 12 4 5.5实验表明最佳去除率能达到98.3%.4 结论本文研究了不同混凝剂及助凝剂对于低温低浊水处理效果的影响.主要采用水厂处理常用的混凝剂PAC/PAFC及助凝剂PAM/活化硅酸为研究对象，并且改良了活化硅酸的缺点，使其稳定时间从4小时延长到一个月左右.并发现改良后的活化硅酸对低温低浊水的处理效果显著.另外，考虑到使用PAM可能会导致饮用水的安全存在一定风险，因此，对低温低浊水的处理助凝剂应首选改性活化硅酸.再者，混凝剂PAC和PAFC与活化硅酸联用，对于低温低浊水均有很好的处理效果，考虑到经济因素，PAFC价格昂贵，尽管处理效果略好于PAC，但综合考虑水厂运行的成本及出水效果，可选用PAC作为混凝剂，改性活化硅酸作为助凝剂.对于18NTU以内的水质，均能够达到良好的处理效果，即0.5NTU左右.改性活化硅酸在使用时，投放时间对矾花的形成有很大的影响，投放时间越早，矾花形成的越大，越容易沉降.这与PAM的投入时间不同，根据经验可知，PAM一般会在静置沉淀的时候投入，效果依然很显著.本文经验，改性活化硅酸在使用时，可在快速搅拌后加入，也可在中速搅拌5分钟后加入.可用正交试验确定最佳投入时间及最佳投药量［8-9］.如果原水浊度在10NTU以内，也可考虑用PAM作为助凝剂，根据实验可知，PAC作为混凝剂效果与PAFC无异，因此，仍首选PAC作为混凝剂，出水也可达到0.5NTU左右.另外，经实验研究发现，当水质发生变化时，例如，大坝放水，原水浊度升高，或者在江段下游取水，有排污口排出的污水汇入，造成原水COD或氨氮升高，都会对浊度的去除带来困难，本实验中，四座大桥的水处理过程中，所用药剂的量均有不同，可依据实际情况，可最终确定最适宜的投药量.参考文献:【相关文献】［1］孙云凯，何文杰，孙颖，等.丹江口水库水低温低浊期混凝剂优选［J］.供水技术，2014，8(1):1-5.［2］赵海华.低温低浊水处理的混凝剂优选［J］.中国资源综合利用，2009，27(8):29-31.［3］叶琳，汪永刚.低温低浊水处理中混凝剂的应用现状及其发展［J］.科技风，2010(21):256. ［4］李阳阳，苗方林.强化混凝在处理低温低浊水中的应用［J］.广州化工，2013，41(17):39-40. ［5］李海英.浅谈低温低浊水处理技术［J］.环境科学导刊，2009，28(z1):84-86.［6］郭伟锋，白小东.强化混凝工艺处理滦河低温低浊水的试验研究［J］.山西建筑，2010，36(12):187.［7］李阳阳，苗方林.强化混凝在处理低温低浊水中的应用［J］.广州化工，2013，41(17):39-40. ［8］ Sylvia EB，Stuart WK，Gary LA.Natural organic matter and disinfection byproducts:characterization and control in drinking water-an overview［C］.Washington DC:American Chemical Society，2000:2-14.［9］ Kang JL，Byoung HK，Jee EH，et al.A study on the distribution of chlorination by-products(CBPS)in treated water in Korea［J］.Water Research，2001，35:2861-2872.。
基于水平管沉淀池的低温低浊水处理技术
基于水平管沉淀池的低温低浊水处理技术摘要：近年来，低温低浊原水仍对水处理工艺造成较大的影响。
为了更好的处理低温低浊原水，常规的沉淀工艺正在不断地进行技术改进，新型的沉淀工艺技术也不断被研究。
随着水处理工业的发展，水平管新型沉淀工艺技术产生。
该工艺使水平管沉淀池在处理低温低浊原水上具有显著优势，较其他沉淀池更能适应低温低浊原水，且配备有自动冲洗装置，能够有效防止污泥堆积造成管道堵塞，在技术上具有较大的先进性。
并根据相关运行参数进行模拟，从而证明水平管沉淀池在处理低温低浊原水上具有较大的优势。
关键词：水平管沉淀池；工艺；低温低浊；引言国内外依据浅池理论相继研发了各种沉淀池，这些不同种类的沉淀池在设计上很大程度接近理想的浅池理论，但通过这些沉淀池在实际的水处理应用，可以发现仍存在一定的不足。
随着各种沉淀池不断被应用，人们对沉淀池的沉淀效率的要求也逐渐上升，并通过不断地研究与创新，便出现了一种新型的水平管沉淀池。
伴随着水平管沉淀池的出现，彻底打破了原有沉淀池的发展壁垒，使哈真浅池理论在水处理研究中取得了重大突破并真正得到实现，在国内外也处于技术领先状态并拥有很强的实用价值。
同时水平管沉淀池解决了在同一管道中水和泥相互影响的难题，以及有效处理了在低温低浊度原水的条件下难以处理的情况和排泥难题，在原水适应性和沉淀效果上更为高效，且能够保证沉淀池长周期稳定达标运行。
在日常运行和后期维护上费用更省管理更便捷，无需专业人员专职操作，经验积累和技术传承较简单。
1 基于工艺改进的低温低浊水处理现状水平管沉淀技术作为一种新型工艺逐渐被广泛使用。
薛石龙等[1]在水厂扩建的实际工程应用中，选用“高效絮核塔+筛板絮凝池+水平管高效沉淀池”的组合工艺，并根据实际运行情况，指出水平管高效沉淀池即使在处理低温低浊原水时，仍可有效的将出水浑浊度控制在3 NTU以下，能有效保证沉淀池的出水水质。
冯成军[2]在安徽肥东县大型水厂扩建工程设计中，采用“水平管沉淀池+V型滤池”工艺，并通过实际的运行，证明了水平管沉淀池在处理低温低浊原水、高浊原水以及高温高藻原水方面，仍能有效的保证出水水质。
水处理技术的现状和趋势
水处理技术的现状和趋势水处理技术是近年来备受关注的一个领域，因为水资源的日益减少和人口的不断增加，水的处理和利用问题已经成为人们必须面对的难题。
本文将就水处理技术的现状和趋势展开讨论。
一、水处理技术的现状随着科技的不断进步，水处理技术也在不断创新。
目前，水处理技术主要有以下几种：1.物理法处理：物理法处理主要是利用过滤、沉淀、蒸发等方式来处理水质。
此法处理流程简单，成本低，但能去除的污染物种类少，对一些有机物处理效果不佳。
2.化学法处理：化学法处理主要是利用各种化学药品来处理水质。
此法能去除的污染物种类多，净化效果好，但存在药品残留的风险，且成本较高。
3.生物法处理：利用微生物、植物等生物体来分解、吸收污染物，使水质得到净化的一种方法。
生物法处理具有成本低、净化效果好、不造成二次污染等优点，已经成为目前主流的处理工艺之一。
二、水处理技术的趋势1.能源化、资源化、智能化是未来水处理技术的趋势。
随着环保产业的崛起和技术的不断升级，未来水处理技术将逐渐向着能源化、资源化和智能化方向发展。
以能源化为例，光化学、超声波和电田等能源在水处理中的应用越来越广泛，成为新的解决方案。
中国国家能源局还发布了“水能源互补”计划，探索利用水资源开发水电等新能源，为水处理技术提供新思路和新模式。
2.联合处理成为水处理技术的新趋势。
联合处理即是将不同的工艺组合在一起进行处理，以达到更为高效的净化水质的效果。
利用联合处理可以使水处理工艺更加细分，使各种污染物得到针对性处理，提高净化水质的效率。
3.原位处理成为水处理技术的新热点。
随着城市化进程的不断加速，采用原位处理已经成为一种重要的水处理技术。
原位处理即是直接在水源地对水进行净化，减少水的输送和处理成本。
在原位处理研究中，光催化技术、植物治理技术以及生物膜技术等得到了广泛关注，为水处理技术的进一步发展提供了新思路。
总的来说，水处理技术的现状和趋势呈现出多个方向，每一种技术模式都有其独特的优势和不足。
低温低浊水处理工艺
低温低浊水处理工艺研究进展2008-08-27 13:23:38 来源：网友发表浏览次数：119•从混凝剂的选择和生产的工艺、技术措施上探讨了低温低浊水处理的研究进展，笔者认为可从优选聚硅酸金属盐混凝荆，完善混合、絮凝工艺，优化过滤工艺等方面加强对低温低浊水的处理。
关键字：低温低浊水聚硅酸金属盐混凝荆混合絮凝助滤剂董铺水库位于合肥市西北部，水源水质较好，全年大部分时间基本符合“地表水环境质量标准”(GB3838－2002)Ⅱ类标准，是合肥市重要的给水水源地之一。
该水源从每年11月下旬到次年4月上旬水温低于10℃，长年浊度低于1ONTU，每年水质属于低温低浊水的时间有半年时间。
低温低浊水具有温度低、浊度低、耗氧量低、粘度大等特点，在冬季给自来水厂的水处理造成了很大的困难，出现了混凝剂投药量低不起作用，投药量多处理效果不明显而且处理成本增加的现象。
因此，解决低温低浊水的水质净化技术问题具有重要的现实意义。
1低温低浊对水质净化过程的影响1.1低温对水质净化过程的影响低温对水质净化过程的影响在于水温低时，通常絮凝体形成缓慢，絮凝体颗粒细小、松散。
其原因有：①低温水的牯度大，使水中杂质颗粒布朗运动减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳凝聚。
当水温低于10℃时，由于颗粒碰撞机会少且水的剪切力增大，也使生成的矾花易于破碎，又因水的粘度增大使矾花的沉降速度减慢，颗粒絮凝速度大大降低，减慢、不易沉淀，故混凝效果差。
②无机盐混凝剂水解是吸热反应，低温水絮凝剂水解速度降低，水解产物的形态不佳。
随着水温每降低10℃，水解速度常数减小2－4倍，导致反应速度减慢，OH浓度低，水离子体积小，以致水解进行不完全，药剂利用不充分。
同时，水温低时，聚合反应速度降低，混凝剂的水解产物主要是高电荷、低聚合度的聚合物，不利于在胶体颗粒间进行吸附架桥，从而降低絮凝效果。
③低温时，胶体颗粒水化作用增强．颗粒周围水化作用突出，絮状物粘附力和强度降低，妨碍胶体凝聚，而且水化膜内的水由于粘度增大，影响了颗粒问的结合强度，使絮体松散易破碎，密度小，颗粒强度低。
低温低浊水处理
低温低浊水处理低温低浊水处理工艺研究1难以净化的原因低温低浊水中的杂质,主要是以细的胶体分散体系溶于水中,而且胶体颗粒比较均匀，胶体颗粒具有很强的动力稳定性｝t凝聚稳定性，并且带负电的胶体微粒数量很小。
所以，为达到电中和所需的混凝剂也少，因此形成的絮凝体细、少、轻、难于沉淀，易于穿透滤层。
由于浊度较低，胶体颗粒数目较少,颗粒相互碰撞而聚集的机会减少。
水温低,胶体颗粒的Zeta 电位较高［‘」，胶体颗粒间的排斥势能较大,而且此时颗粒布朗运动动能减小，粘滞系数增大,更不利于颗粒碰撞，而使胶体颗粒脱稳困难。
水温低,胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围水化作用突出,妨碍其絮凝。
水温低,水的粘度变大而使沉速减小,加之低温时气体的溶解度大，使形成的絮凝体密度降低，溶解气体大量吸附在絮凝体周围,也不利于其沉淀。
2国内外研究现状2。
1生物法清华大学的胡江泳,王占生[［z]针对低温低浊污染水源,采用生物预处理的手段进行现场试验研究,结果发现以陶粒为载体的生物预处理工艺，常温能去除水中有机物COD 26.2 ％ , SS 60％一70 ％，氨氮80%a温度小于3℃时，COI〕去除率20％，SS去掉40 %，氨氮减少50 %。
2.2气浮技术气浮工艺净化水质的原理是利用压力溶气水骤然减压释放大量的微细气泡与原水加药混凝产生的絮体粘附在一起，使其整体密度小于水的密度，使带气絮体浮至水面，形成浮渣,从而实现悬浮胶体杂质的去除及水质的净化。
王毅力等［[3］采用絮凝一溶气气浮（DAF)工艺处理密云水库低温、低浊水的中试结果表明，碱化度B值越高的PAC，其电中和能力越强，而且在相同的除浊效果下絮凝剂投量也越少。
该工艺对于不同浊度的原水可达到70 % -J 85％的除浊率，且原水浊度越高，除浊率也越高。
但该工艺最大的弊端是需要增加溶气设备。
上海市政工程设计院的熊长学〔4〕将北方某水厂处理工艺进行改造,将浮沉池改为斜管沉淀池，而普通快滤池增加气浮系统，研究表明出厂水浊度可以降到0。
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在气候寒冷地区（以我国北方为例），冬季有 ３～５个月的冰封期，地表水源在这一时期呈现低温 低浊特性：水温ｏ～４℃，浊度１０～３０ ＮＴＵ（有时
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ＮＴＵ以下）。这种条件下的水很难处理，即使增
大混凝剂的投加量，净化后的水质仍很难达到国家 饮用水水质标准，使处理出水合格率低得了较好的效果。
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较小，易形成易溶解的产物，而且由于缺乏大量高聚
物，形成的有效空间网格交联的键也很容易被 破坏‘１｜。 ２几种常用工艺应用现状 随着饮用水水质标准的提高，低温低浊水的处 理难度又有所增加，常规的水处理工艺难以满足新 的水质标准要求，需要采取切实可行的技术工艺来 解决这个问题。 目前常用的低温低浊水处理技术主要有优选混 凝剂和助凝剂、泥渣回流技术、溶气气浮技术、微絮 凝接触过滤法、预氧化、高梯度磁力分离技术、膜技 术等。 ２．１优选混凝剂和助凝剂 通过优选受水温影响小的混凝剂及添加合适的 助凝剂来改善混凝效果是解决低温低浊水处理问题 的一种途径。在对低温低浊度的滦河水试验时发 现［２］，聚硫酸铁（ＰＦＳ）的混凝效果优于三氯化铁，能 使低浊滦河水达到合格的出水水质要求。用聚硅酸 铁作混凝剂处理哈尔滨第三自来水厂的低温低浊 水［３］，其处理效果明显优于一般的铁盐混凝剂。选 用聚硅酸硫酸铝作混凝剂，ｐＨ适用范围较宽，形成 的絮凝体大，沉降速度快，能有效处理低温低浊水。 用改性活化硅酸作助凝剂处理哈尔滨第三自来水厂 和宾县水厂冬季低温低浊水时［５］，单加硫酸铝，沉淀 后出水浊度在７６．９ ＮＴＵ以上，而投加改性活化硅酸
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后，对松花江水而言，沉淀后出水浊度下降到３０．８～
４６．２
微絮凝接触过滤法主要用于处理浊度较低的水 源水，多数采用多层滤料过滤设备，当水中投加混凝 剂后，再投加助凝剂（如高分子助凝剂）立即直接进 入过滤设备，在滤料层中形成微小絮凝体，其中一部 分被滤料截留，另一部分被滤料吸附，从而达到除浊 目的。实践证明该工艺可使低温低浊水过滤后出水 浊度保持在ｌ ＮＴＵ以下。雷鹏举［９］应用微絮凝直 接纤维过滤技术，试验了以聚氯化铝作絮凝剂处理
１许保玖，安鼎年．给水处理理论与设计．北京：中国建筑工业出 版社，１９９２
ｍ／ｈ，过滤周期为１５０ ｈ，低压膜过滤可以采用原
水直接过滤，不需投加混凝剂，长期运行后没有受到 较大的污染。反冲洗方式简单易行，所需压力远低 于常规的膜组件。 美国的Ｊｕｄｉｔｈ
Ｈｅｒｓｃｈｅｌｌ
Ｇｒｅｅｎ等［１４］采用聚砜
低温低浊水处理技木的研究应用现状分新
梁 鹏１
倪中华１
吴
恬２
姚吉伦２
杜国莉１
（１总后建筑设计研究院，北京１０００３６；２后勤工程学院营房管理与环境工程系，重庆４０１４１１）
摘要低温低浊水难以处理一直是水处理领域内备受关注的问题，分析了该种水质的特性及难 处理的原因，并介绍了处理低温低浊水的研究应用现状，为工艺的选择提供参考。 关键词低温低浊水处理技术现状 碰撞而聚集的机会减少，絮凝体难以形成，而如果 要通过增大搅拌强度提高颗粒碰撞机率，又会产 生很高的水流剪切强度，易破坏已形成的低强度 的絮凝体； （３）浊度低，固相浓度很小，分散相的浓度面积
９
ＮＴＵ，如再经滤池净化，浊度保持在１５．４ ＮＴＵ以
下。在太湖水低温低浊期间进行投加助凝剂和助滤 剂的试验，结果发现在常见的助凝剂中活化硅酸的 效果最佳。投加改性活化硅酸助凝剂后，使无锡市 自来水公司一水厂的出厂水浊度合格率由原来的 ６０％～８０％提高到９５％以上，且可节约加矾量４０％ 左右；在沉淀池总出水渠中投加助滤剂可使滤后浊 度由２ ＮＴＵ降至１ ＮＴＵ左右，而且三氯化铁的效 果优于硫酸铝。 ２．２泥渣回流技术 在低温季节处理低浊度水时，提高混合絮凝效
体周围，使形成的絮凝体密度降低，也不利于其
沉淀。 １．２低浊的不利影响 （１）浊度低，水中杂质主要以细的胶体分散体 系溶于水中，且胶体颗粒较为均匀，具有很强的动 力稳定性和凝聚稳定性，带负电的胶体颗粒少，电 中和所需的混凝剂也少，形成的絮体细、小、轻， 难以沉淀，易穿透滤层，对出水水质产生不利 影响； （２）浊度低，胶体颗粒数目较少，颗粒间相互
ＮＴＵ的低浊水，在较低剂量和较高滤速条件下，
获得了ｏ．５ ＮＴＵ的高质量出水且出水水质稳定，该 工艺对处理低温低浊水有重要的应用价值。吕春 生［１０］采用了微絮凝拦截沉淀池技术（用一种耐浸、 高吸附的天然植物作为拦截材料）来处理低温低浊 水，实现了颗粒的吸附碰撞、接触凝聚和聚集沉淀的 多过程协同作用，具有高效除浊效果，用该技术处理 密云水库水（６℃、２．８ ＮＴＵ），其沉淀池出水浊度能 达到１ ＮＴＵ以下。 ２．５预氧化 预氧化处理能够有效提高常规混凝工艺效率。 其主要原因在于氧化剂能够破坏无机颗粒表面的有 机涂层，从而降低其稳定性。氯是最早应用于水处 理的预氧化剂，但是由于预氯化会产生危害人体健 康的氯化副产物，因而需要更安全的预处理工艺。 高锰酸盐复合药剂是高锰酸钾（主剂）和其他多种药 剂（辅剂）组成，在处理微污染水体中表现出极好的 协同作用［１１｜，针对低温低浊水体，其助凝、助滤、除 有机物污染效果尤其明显。该项预处理技术广泛应 用于我国各地净水厂，处理效果良好且取得较好的 经济效益Ｌｌ
中空纤维膜对Ｃｕｌｂｅｒｌａｎｄ、Ｗｉｓｈｋａｈ、Ｂｏｉｓｅ、Ｍｅｄｉｎａ ４条水源水质相近的河水进行超滤中试研究，原水 温度在３．３～２０℃，原水浊度在ｏ．６～１５ ＮＴＵ，超 滤出水浊度稳定并且小于１ ＮＴＵ。
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２．６高梯度磁力分离技术 高梯度磁力分离技术是２０世纪７０年代发展起 来的新技术，首先在钢铁、电站等的废水处理中得到 应用，继而用于水体除盐。２０世纪８０年代，我国首 次将其应用于饮用水处理。 该法是借助于磁场作用分离不同性质的物质 物理方法。水流通过高梯度磁分离器时，水中固 体颗粒在磁场中除受磁力作用外，还受与磁力相 抗衡的重力、惯性力、摩擦力、水流拖力及颗粒间
低温低浊水难处理原因 低温低浊水难处理原因主要与其温度低、浊度
低有关。 １．１低温的不利影响 （１）水温低，胶体颗粒的Ｚｅｔａ电位较高，颗粒 间排斥势能较大，而且此时微粒布朗运动动能减小， 粘滞系数增大，不利于颗粒碰撞，从而使胶体颗粒脱 稳困难；
（２）水温低，胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围
水化作用突出，妨碍其凝聚； （３）水温低，水的粘度增加而使沉速降低，再 者，低温时气体溶解度大，溶解气体大量吸附在絮凝
ｕｒｂｒａａｋ和Ｕｍｇｅｉ Ｗａｔｅｒ进行的超滤处理低温低浊 地表水的中试，原水浊度低（＜１０ ＮＴＵ），含有大量 的ＮＯＭ、金属离子和无机物，经过３年的持续运行 证明滤后水完全适合作为小区日常生活所用的饮 用水。 ３结语 近十年来，随着人们对水处理认识的不断提高， 低温低浊水处理技术倍受关注，如何更有效地处理 低温低浊水，越来越引起重视。现有的低温低浊水 处理技术，都各有优势，实际应用中应重点分析水质 特点，包括水温、浊度、水中的有机物、胶态物质等的 含量，初步选择合适的处理工艺，然后通过试验再进 一步确定最佳处理工艺。在设计时，要通过技术经 济比较，择优选用。 优选混凝剂和助凝剂的关键是针对不同的原水 水质作分析和试验，确定混凝剂和助凝剂的种类及 投加量；泥渣回流技术节省能耗、药耗、管理方便；气
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Ｒｏｂｅｒｔｏ
Ｐｉａｎｔａｄ等［１５］利用微滤和超滤膜及投
加粉末活性炭处理瑞士西北方Ｊｕｒａｓｓｉｃ山区的喀斯 特地形泉水，该水质特点是浊度低（＜５ ＮＴＵ），但 是时常有突变，并含有天然有机物质（ＮＯＭ），经该 方法处理，滤后水水质较好而稳定。 南非Ｍ．Ｊ．Ｐｒｙｏｒ等［１６］报道了在Ｍｏｎ
Ｖｉｌｌａ、Ｓｕ—
浮技术易于处理密度小、不易沉淀的絮体、藻类、油 类，能处理一般的低温低浊度水，但难适用于对水质
要求较高的场所；微絮凝接触过滤技术集颗粒的吸 附碰撞、接触凝聚和聚集沉淀的多过程协同作用于 一体，可明显提高混凝处理效果，是一种很有发展前 途的处理低温低浊水新工艺，而且经济效果显著；磁 力分离技术不受水温影响，分离速度高，构筑物占地 面积小；预氧化技术对助凝、助滤、除有机物污染效 果比较好，使用范围广泛；膜技术的应用主要在于合 理选择膜材质和膜孔径大小，其处理效果最佳，适用 于对水质要求较高的场所，是低温低浊水处理工艺 的一正确发展方向。 参考文献
艺净化水质的原理是：设法使水中产生大量的微细 气泡，使其粘附于杂质絮体上，造成整体密度小于水 的状态，并依靠浮力使其浮至水面，从而实现固液分 离。低温低浊水体中胶体杂质少，凝聚碰撞几率少， 不易形成絮体，即使形成也轻而疏松，易破碎且难沉 降，加大投药量也很难见效，而采用气浮工艺可促使 轻飘的絮体迅速上浮分离，同时由于依靠气泡的浮 力，能大大减少黏度的影响，加速絮粒的上浮分离。 该工艺并不要求絮粒结得很大，因此比沉淀工艺净 水效果显著提高。 ２．４微絮凝接触过滤法
２｜。
率途径之一是人为提高原水中固相物质的浓度。可
向水中不断地投加杂质（如粘土或黄土等），或采用 泥渣回流技术。投加杂质，由于它不但需要很大的 泥量造浊，且配制和投加的悬浮物须具有和水中天 然悬浮杂质相同的粒度而较难实现。泥渣回流技术 经济且较易实现，其原理是：利用机械搅拌加速澄清 池泥渣回流的方式来增加原水浊度，以弥补冬季原 水浊度低问题。 王建伟等［７］研究了泥渣回流强化混凝工艺对再 生水原水的效果，结果表明，当ＰＡＣ投加量为
１０
ｍｇ／Ｌ（以Ａｌ：Ｏ。计，含量２９％）、泥渣回流剂量在 ｍｇ／Ｌ，回流泥渣浓度在１０ ０００～１６
０００
３００
ｇ／Ｌ、泥
ｓ－１
渣回流于混合池、混合速度梯度在３１．８～５２．６
时，对ＴＰ、浊度、色度、ＵＶ２。。的去除效果较佳。 ２．３溶气气浮
结合东北地区水源季节性变化的特点，王静［８］
提出用浮沉池～滤池工艺处理低温低浊水。气浮工
的相互作用力等。只有当作用于颗粒的磁力大于
与其相抗衡的力时，磁分离器才能将磁性部分与