利用实验室搅拌试验指导生产

李艳（武汉市自来水有限公司平湖门水厂，武汉430030）

利用实验室搅拌试验指导生产

李艳
（武汉市自来水有限公司平湖门水厂，武汉430030）

介绍了根据工艺设施、生产实际设置实验室搅拌试验的程序，在搅拌试验中应注意的问题，如何运用搅拌试验指导生产。搅拌试验是一种在实验室模拟水厂混合、反应、沉淀等净化工艺过程的试验。可判断净水构筑物的工况；探索混凝剂和助凝剂的投加量及投加浓度；评价混凝剂、助凝剂和其他化学药剂的处理效果，指导净化药剂经济合理投加。

GT值；搅拌试验程序；混凝剂

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.137

1 影响搅拌试验结果的因素及设置搅拌试验程序时应注意的问题

实验室搅拌试验投药、混合、反应和沉淀条件都要尽可能模拟水厂的生产实际情况。搅拌试验是通过搅拌机的搅拌装置，根据搅拌程序中设置的搅拌桨转速、搅拌时间、沉淀时间来模拟水厂的混合、絮凝和沉淀条件，所以要求实验室搅拌试验过程尽量与生产过程中的上述条件相接近，否则会导致试验结果与实际生产有较大差异，无法准确指导生产。

1.1 正确设置混合阶段的转速和混合时间

搅拌试验混合阶段包括了投加混凝剂及原水与混凝剂混合的过程，混合阶段的程序设置应与生产实际相符合，根据生产实际测试、计算混合阶段的速度梯度G值、GT值，并根据GT值设置搅拌桨的转速。

1.2 正确设置反应阶段的转速和沉淀时间

反应阶段是从开始形成微小矾花到继续吸附、黏着水中杂质，使矾花渐渐结大的过程，需要一定的水力条件。但又要避免因水的流速过大而使已结大的矾花重新破碎，故要求水流的紊动程度从开始时快速，随后逐渐减慢。

为使搅拌试验条件模拟反应池中水流紊动速度先快后慢的水力条件，在搅拌程序中依照检测数据将搅拌桨的搅拌转速分为3段由快到慢递减，反应阶段的搅拌时间也相应分为了3段。另外，由于实际生产中矾花及水中杂质在沉淀池中是依靠自身重力从流动的水流中分离出来，而实验室搅拌试验沉淀阶段时的水流条件是静止的，沉淀效果要好于实际生产中的沉淀效果，所以为了使实验室搅拌试验效果与生产实际相符合，我们在搅拌试验程序中设置的沉淀时间比实际生产中的沉淀时间要短。我们用氯化钠示踪法检测到水在沉淀池的沉淀时间是20～30min，在搅拌试验中缩短了沉淀时间，在搅拌程序中设置的沉淀时间为10～15min。

在实际生产中由于制水水量、温度等因素经常为变数，会导致速度梯度G值也相应变化，投入混凝剂的量也有所变化。为使实验室搅拌试验更好地指导生产，我们必须随时根据实际生产中G值的变化调整实验室搅拌试验程序，这样才能使搅拌试验更好地与生产相吻合。

1.3 试验药剂对搅拌试验的影响

混合阶段的混凝剂分散速度非常重要，它会对混凝过程产生很大影响。为保证加入混凝剂后有相同的搅拌条件，在实验室搅拌试验中混合阶段应在同一时间内将混凝剂投加到各烧杯中。在实验室搅拌试验中所用实验药剂应与生产实际相同，这样才能试验结果更好地指导生产。

1.4 水温对搅拌试验结果的影响

水温对混凝效果影响主要表现在2个方面：（1）影响混凝剂的水解速度；（2）影响矾花质量，尤其是铝盐混凝剂受水温影响大。在进行搅拌试验时水温应与实际生产时的水温相接近，否则试验结果会与生产实际有很大差别，在试验时要尽量排除由于采集水样和储存水样过程中导致水温的变化。我们做过这样的试验，如果把1L水温为8.0℃水样放置在温度25℃的房间内，1h后水温上升0.5℃。所以在夏、冬季室内外温差较大时，做搅拌试验前，我们应把水样放置在室外，避免水样在室内放置时间过长而引起水温的变化，导致搅拌试验结果与实际生产不相符合。

1.5 原水水质对搅拌试验的影响

水中的pH值、碱度、浊度、杂质成分、性质、浓度对混凝效果都有影响。进行实验室搅拌实验时，必须使用与生产实际相同的原水，这样的试验结果才与实际生产相吻合。

2 利用搅拌试验数据指导生产

2.1 选择混凝剂的最佳投加量

混凝剂投加量的多少会直接影响混凝效果。投加量不足或过多都不能得到好的混凝效果。水质是不断变化的，最佳的投药量各不相同，如何做到即能保证水质，又能节约混凝剂的消耗，可以通过实验室搅拌试验来确定混凝剂的投加量。如根据平湖门水厂的工艺设施现状，将沉淀水浊度控制在3～5NTU，可保证0.5NTU出厂水合格率达95%以上。在搅拌试验中可根据烧杯出水浊度在3～5NTU时所对应的投加量，推断实际生产中混凝剂的最佳投加量。

对实际生产数据进行统计，当控制沉淀水浊度在3～5NTU时，实际生产中混凝剂的投加量约为20～22 mg/L，与搅拌试验结果较吻合。

2.2 检验稀释矾的净水效果和选择稀释矾的最佳稀释浓度

通过给排水的相关知识认识到，在实际生产中，混凝剂在投加之前需用水稀释到一定浓度后再投加到原水中，可以加快混凝剂在水中的分散程度，提高净水效果。为了了解混凝剂稀释后（以下简称稀释矾）的净水效果和掌握混凝剂最佳稀释浓度用于指导生产，我们在实验室进行了搅拌试验工作。试验结果证明采用同样的混凝剂投加量，投加稀释矾的烧杯沉淀出水浊度比投加原矾的烧杯沉淀出水浊度低1～2NTU。从实际生产数据可以看出，在控制沉淀水浊度基本相同情况下，使用稀释矾比使用原矾节约消耗约3～4mg/L，降低了生产成本。

2.3 检验助凝剂的净水效果和选择助凝剂的最佳投加量

长江丰水期原水浊度常达500NTU以上，这时单独使用混凝剂不能取得理想的净水效果时，需要投加辅助药剂以提高混凝效果。如何选择有效果的助凝剂及助凝剂的投加量均可以通过搅拌试验来确定，我们选择了高分子化合物类助凝剂HCA进行搅拌试验（将助凝剂按混凝剂4‰～6‰的比例溶解在混凝剂中复合使用），检测沉淀出水浊度。搅拌试验中由于原水浊度较高，只投加混凝剂的烧杯沉淀出水浊度比投加混凝剂和助凝剂HCA的沉淀出水浊度高4～6NTU。

在原水浊度高达700NTU的情况下，投加混凝剂20～22mg/L，助凝剂0.10～0.11mg/L，可控制沉淀出水浊度在3～5NTU。

我们认为在原水高浊度条件下，投加助凝剂沉淀出水浊度好于单纯投加混凝剂的沉淀出水浊度，而且消耗有大幅度下降，节约了生产成本。

3 结语

利用实验室搅拌试验指导实际生产，便于查找生产工艺流程中存在的薄弱环节，更加经济合理地选择和使用各种混凝剂、助凝剂，为保证安全优质供水，节能降耗提供科学依据。

【1】盛学章.广东欧科空调制冷有限公司国家认可实验室揭牌[J].机电信息，2011(22):156-157.

【2】郝丽娟.国内首家合资第三方汽车零部件实验室落沪[J].汽车零部件，2010(3):34-35.

Use Laboratory Mixing Test to Guide Production

LI Yan
(Wuhan Water supply Co.Ltd.,Pinghu Men Waterworks,Wuhan430030,China)

This paper introduces how to set up the laboratory mixing test procedure according to the process facility and the productionactuality. In the stirring test,we should pay attention to how to use the stirring test to guide the production. Stirring test is a laboratory simulation ofwater plant mixing, reaction, precipitation and other purification process testing methods. It can estimate the condition of water purificationstructures ,explore the dosage and concentration of coagulant, evaluate the treatment effect of coagulant and others, guide the purification additivedosing reasonably and economically.

GT value;stirring test procedure;coagulant

TU991.22

A

1007-9467（2016）12-0086-02

2016-10-31

李艳（1972～），女，湖北武汉人，助理工程师，从事水质管理及水质检验研究。