强化混凝在给水处理工程中的应用

耿艳琼

摘 要：近年来，人们的生活水平有了显著提高，对水质也提出了更高的要求，为了能够更好地满足人们生活需求，提高水体净化效果，这就需要我们不断对净化技术进行提高与完善。饮用水处理主要是为了除去引入水源中所含的固体悬浮物、絮状物、细菌或胶体杂质，而净化技术则是人们在和水污染不断进行斗争的过程中获得的。目前，在给水净化处理过程中，强化混凝技术的应用已经十分普遍，是一种经济适用的给水处理技术，能够有效控制水体中的天然有机物。文中从强化混凝的概念及优势出发，分析了作用机理和常用方法，并就其在给水处理中的具体应用进行了深入分析。

关键词：强化混凝；作用机理；给水处理；应用

中图分类号：TU991.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0119-01

1 强化混凝概念及优势分析

强化混凝就是在对水进行常规净化处理时，向其中投放过量的混凝剂或助凝剂以及其他药物，加强水的PH值控制来提高混凝或絮凝效果，从而更好地去除天然有机物，能够提高常规处理过程中天然有机物的去除效果，尽可能地消除消毒副产物残留，确保饮用水的健康和安全。但是该工艺去除有机物的效率往往比较低，而且波动比较剧烈，这在很大程度上取决于有机物的形态和种类。在常规工艺改造过程中，要么增加深度处理构筑物，例如活性炭吸附；要么增加预处理构筑物，如生物预处理；也有的只对现有工艺加以改造，在常规工艺前后增加相应的净化构筑物，如过滤、消毒以及强化混凝等。相比较而言，强化混凝技术的处理效果往往更好，同时，这种技术不仅投资成本较低，无需新增处理构筑物，而且也不会造成土地占用，运行费用较低，往往更加适合对原有体系加以改造的项目。（如表1所示）

2 强化混凝的作用机理与常用方法

强化混凝技术能够有效改变混凝条件，增加有机物的去除范围，提高净水效果。对于大分子天然有机物来说，能够在无机胶体表面形成一层保护层，致使空间位阻或者双电层排斥，增加胶体稳定性。而混凝则是利用混凝剂水解后产物对水中胶体进行电性中和，使其失去稳定性，逐渐形成小颗粒直至絮凝成矾花，胶体失去稳定性后往往会汇集成大的絮凝体，絮凝体在重力作用下沉淀，经过过滤就能达到分离的作用。

目前，强化混凝技术主要有以下几种方法：增加混凝剂的投入量；投入有机或无机絮凝剂；投入氧化剂；PH调整；用铁盐混凝剂代替铝盐混凝剂；对混合及絮凝设备加以完善。例如，如果水厂原水中氨氮含量增加，就会增加水处理的难度，特别是在降雨量较多的月份，原水氨氮含量将急剧增加。在给水处理过程中，每L原水中氨氮含量最高可达4mg，远远超出1mg/L的正常标准，可以采取强化混凝技术加以处理，增加混凝剂PAC的投入量，从20mg/L增加为35mg/L的标准，增加排泥次数，降低底泥含量，这样能够使沉淀池的沉淀效果得以改善，能够去除80%左右的氨氮含量。另外，对于原水中含有的亚硝酸盐，运用强化混凝技术也能达到很好的应用效果。

3 强化混凝技术在给水处理工程中的应用

目前，在给水处理领域中，强化混凝技术主要用来控制饮用水中的消毒副产物残留，从而提高居民饮用水的水质。此前已有很多关于微污染水源强化混凝处理的研究，也有不少成功案例。同时，强化混凝技术能够去除原水中所含的天然有机物，提高微污染水的水质，这一点已在实验室以及模拟生产试验中得到印证。此外，强化混凝技术还能用于藻类的去除，例如高锰酸钾复合药剂PPC，相较于高锰酸钾以及氯气除藻而言，同等分量的PPC药剂的除藻率要比预氯化提高近14%，氯后除藻率也能提高3.9%。不仅如此，强化混凝技术也能用于高色度水的处理，尤其是各种新型复合药剂的开发，如高分子CGA絮凝剂，推动了强化混凝技术的应用，例如高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭相互组合的工艺，更有利于有机物的降解，具有明显的去浊、去色以及去嗅效果，还能有效降低预氯的投放量。再比如，磁力离子交换树脂强化混凝，在低有机碳浓度、高碱度以及低有机物浓度的情况下也能有效去除THM以及HAA前质，去除率能够高达60%甚至更高。高铁盐能够充当预氧化剂和混凝剂，这是其有别于其他氧化剂的显著特点之一，所以高铁盐往往比较适合有机物浓度较高时使用，需用量少。

长期的实践和研究表明，低温低浊水能否得到有效处理。关键在于所选择的助凝剂以及混凝剂是否恰当，使絮凝过程得以强化，特别是最近几年，强化混凝法的成功应用案例也有不少。

要想促进饮用水水质提升，仅仅加强对水源的保护工作还是远远不够的，还应对常规水处理技术进行优化与完善，保证各种技术设备及参数处在最佳状态，原因在于目前我国经济实力不足以支撑全面深度处理，还是应从常规处理着手。而强化混凝技术就是发展于常规混凝处理基础上的一种去除水中各种有机物的处理工艺，具有成本低、操作简便的特点，只需对原有处理设备稍作修整改造就能付诸施行。在给水处理中，强化混凝技术的应用主要是用于调节PH值，比如加入酸性物质，或者利用离子交换原理，这些都是工业给水处理的常见方法。国内外研究均表明，经混凝处理过的水体PH值维持在5-6，通过适当提高混凝剂的投放量能够有效地去除大多數水源中所含的有机物。强化混凝技术使水处理系统的设备防腐及PH调节费用增加，但对于有机物含量较低的水源来说，就能降低活性炭吸附设备的投资和运行费用；如果水源中有机物含量比较高，也能有效提高其活性炭吸附设备的运行效率，提高水体质量。所以，需要针对源水开展强化混凝试验，通过试验确定水中有机物的PH值以及混凝剂的实际用量，并研究如何促进强化混凝和其他工艺相互配合使用，加强新型高效混凝剂和助凝剂的研究，这对我国水污染治理来说具有重要意义，也充分显示出混凝强化技术的应用推广价值。

通过运用强化混凝技术，不仅能够做到最大限度地清除水中杂质和浊度、清除水中的有机碳、消毒副产物以及剩余的混凝剂，而且能够降低污泥量、运行成本以及对环境的污染，这也是给水处理技术人员的奋斗目标，各种反应器开发、水力条件控制、各种处理工艺组合等都是为了实现这一共同目标。

4 结语

综上，要促进我国给水技术的发展，必须加强常规处理，注重混凝药剂和消毒技术研发，提高特殊水质的处理能力和技术水平，提高给水设备及其自动化水平，但是，对于深度处理过程，无论是活性炭吸附还是臭氧技术，都必须新建构筑物，增加设备，即便是新建生物预处理，都会增加工程投资，因此，为了提高经济实用性，最好的办法还是针对现有工艺加以改造，采用强化混凝的办法，不新增任何构筑物，这样能够有效节省工程改造费用，运用强化混凝法，每立方米水运转费用仅需0.03-0.05元，氨氮以及亚硝酸盐的去除率能够达到80%左右，有机物去除率也能达到15%-20%。并且模拟生产试验也表明，该技术能够有效除去原水中含有的天然有机物，而且对技术的要求不高，也无需投入大量资金，有很好的市场发展前景。

参考文献

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