杜茂安，厲勇，邱立平，沈志恒，劉馨遠
（哈爾濱工業大學市政環境工程學院，黑龍江 哈爾濱150090）

　　摘要：硅酸是天然水中難以去除的雜質。為保證低溫低濁情況下電廠工業用水水質中膠硅＜0.5mg／L、濁度＜2NTU的要求，采用聚丙烯酸胺（PAM）助濾法進行了除濁降硅試驗。結果表明，在PAM的投加量為0.025 mg/L的條件下，水的濁度和膠硅含量均能滿足要求。
　　關鍵詞：水處理；低溫低濁滁濁降硅；混凝；過濾
　　中圖分類號：TU991.27
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009－2455（2001）06－0017－02

引言

　　大慶石化總廠水汽廠的工業水廠分為四個系列，每個系列由一座澄清池、一組虹吸濾池、一座清水池組成。其中一系列為低硅水處理系統，供電廠用水要求一系列低硅水處理系統的濾后水膠硅含量＜0.5 mg／L，濁度＜2 NTU。在水廠運行中，特別在低溫低濁期，濾后水水質經常超標，不能滿足電廠用水的要求。為保證濾后水水質，在混凝試驗的基礎上，又進行了助濾法除濁降硅試驗研究。

l 原水特點

　　工業水原水取自紅旗水庫。原水pH值較高，常年在8.2以上，最高達9.6。總堿度亦較高，最高達260 mg／L以上，總硬度相對較低，年平均約為80mg／L，是典型的含硅水。原水冬季濁度較低，在6～24 NTU之間，膠硅含量亦較低，月平均約為6mg／L(11月至次年5月）。夏季濁度較高，達330NTU以上，膠硅含量亦較高，達30 mg／L以上。天然水中的硅酸是以分子狀或膠體態和離子態的形式存在的，膠體硅酸是使水變渾濁的主要成分。
　　該水源在水廠進行的混凝生產性試驗結果表明，夏季水溫高，濁度高，膠硅含量雖高，由于澄清池能形成良好的懸浮泥渣層，澄清池能充分發揮凈水能力，其出水濁度能保證在9.0 NTU以下，濾后水水質可滿足電廠用水要求。冬季低溫低濁期，膠硅含量雖低，由于澄清池露天設置，難以形成懸浮泥渣層，基本沒有凈水能力，僅靠濾池作用，濾后水常不能達標

2 助濾效果試驗

　　助濾劑采用水解度為25％－30％的聚丙烯酸胺（PAM）。
　　試驗裝置見圖l。柱內裝填粒徑為0.6－1.2mm、厚為700 mm的石英砂，墊層厚為300mm。濾柱由一個設溢流管的水箱供水，溢流管使水箱水位恒定，保證進水量不變。進水管路上用轉子流量計控制濾柱濾速為6.25 m/h，以保證和濾池濾速相同。水箱水取自虹吸濾池的進水分配箱。試驗中，兩濾柱濾速相等，柱 1不投加PAM，柱 2投加 0.1mg／L的PAM，過濾 lh后取樣，之后每隔2 h取一次水樣，測濾后水濁度和膠硅含量。運行11h后，柱2達到壓力周期，停止運行，進行反沖洗。

2.1 PAM的助濾作用
　　試驗結果見圖2。由圖2可知，柱1沒投加PAM，出水水質濁度和膠硅含量都超標，柱2運行初期出水超標，隨后膠硅含量和濁度均能滿足要求。由此可見，PAM具有明顯的助濾性能。

　　投加助濾劑可提高出水水質，但助濾劑投加后會造成濾層空隙中高分子鏈過于密集，結果會使水頭損失增長過快，從而縮短壓力周期，增加反沖洗次數和反沖洗水量。試驗中國澄清池出水濁度在30NTU以上，所以濾柱運行11h后，即需停止過濾進行反沖洗。為了保證助濾效果，需確定適宜的PAM投量。
2.2 PAM投加量的確定
　　取 PAM的投加量為 0.02 mg／L和 0.05 mg／L。兩濾柱同時進行過濾，lh后取樣，以后每隔2h取一次樣，測出水濁度和膠硅含量。試驗結果見圖3。

　　由圖3可知，兩濾柱過濾9 h和 11h前膠硅含量均低于0.5 mg／L，濾后出水濁度受澄清池出水濁度高（30 NTU以上）的影響，不能完全達標。試驗表明，較少的助濾劑投加量即有明顯的助濾效果。為避免濾池水頭損失增加過快，PAM投加量應控制在0.025 mg／L左右為宜。

3　冬季低溫低濁時助濾法生產性試驗

　　冬季低溫低濁期，經測試澄清池（露天設置）基本不能形成懸浮泥渣層，在此期間，澄清池幾乎沒有凈水能力，為保證出水水質，需強化濾池的過濾功能。
　　溶藥箱容積為4 m³，配制時邊向藥箱內進水，邊向水中投加粉末狀PAM，同時向箱內送氣攪拌。PAM加在虹吸濾池進水分配箱內，在投加量為0.025mg／L的條件下，試驗不同濁度時聚鐵的混凝效果，試驗結果見表l。由表1可知，冬季出水濁度不穩定，生產試驗期間濁度在6～4 NTU之間變化。當聚鐵投加量大于20 mg／L時，即可使濾后水濁度小于2 NTU，膠硅含量小于0.5 mg／L。試驗結果表明，在原水濁度 6～24 NTU的范圍內，PAM投加量為0.025 mg／L時，投加與濁度相適應的聚合鐵，可以獲得良好的除濁降硅效果，使出水的濁度小于2 NTU，膠硅低于0.5 mg／L。

4 結論

　　①含硅水在冬季低溫低濁期，澄清池無凈水能力時，采用助濾法在濾前投加 PAM，可提高濾后水質。
　　②PAM投加量不宜過多，過量投加，會縮短過濾周期，增加反沖洗次數和反沖洗水量，增加制水成本，PAM投加量以0.025 mg／L左右為宜。
　　③生產運行中，混凝劑投加量應根據冬季濁度變化來確定，輔以 0.025 mg／L PAM，可獲得良好的助濾效果，使濾后水滿足電廠工業用水的水質要求。

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作者簡介：杜茂安（1946－），男，教授，電話：（0451）6282698，地址：哈爾濱市南崗區海河路202號，哈爾濱工業大學市政環境工程學院2602信箱。