王銀濤¹，赫俊國²，艾恒雨
(1.七煤集團水暖電訊公司，黑龍江七臺河154600；2.哈爾濱工業大學市政環境工程學院，黑龍江哈爾濱　150090)

　　摘　要：比較了投加聚鋁PAC+改性活化硅酸(改性水玻璃)與單獨投加PAC、投加PAC+活化硅酸凈化低溫、低濁水的效果。生產應用表明，改性活化硅酸的使用可提高30%的產水量，降低50%的混凝劑投加量，降低凈化成本約15%。
　　關鍵詞：低溫、低濁水；改性活化硅酸；助凝劑；混凝劑
　　中圖分類號：TU991.22
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)11-0039-02

　　近年來，筆者研制出改性活化硅酸，不僅改善了其助凝性能，不易形成膠體，而且延長了保存時間(傳統方法配制的活化硅酸保存時間僅4h左右)。

1　試驗過程

1.1　改性活化硅酸的配制
　　先將聚丙烯酰胺稀釋為0.1%的溶液，待用。配制硅酸鈉的體積分數為5%的溶液，向其中緩緩加入活化劑(鹽酸)，并不斷攪拌至pH值為7.8～8.0止。靜置15min，然后將其以15∶1(水玻璃∶聚丙烯酰胺溶液)的體積比倒入配制好的聚丙烯酰胺溶液中，制成改性活化硅酸(簡稱改性藥劑)。
1.2　試驗步驟與方法
　　試驗在1998年—2000年的冬季進行，原水取自黑龍江省七臺河市桃山水庫，水質情況見表1。

表1　原水水質 濁度(NTU) 色度(倍) 水溫(℃) pH 20～30 25 2.5～3 6.9

　　試驗目的是比較單獨投加聚鋁(PAC)與投加PAC+活化硅酸、投加PAC+改性活化硅酸對原水的處理效果。分別取等量水樣置于6個1Ｌ的燒杯中，然后在六聯攪拌機上進行試驗。6個燒杯中先分別投加PAC以300r/min的轉速攪拌1min，然后向其中2個燒杯中加入改性活化硅酸，向另外2個燒杯中加入活化硅酸以40r/min的轉速慢攪8min，靜置20min后在液面下1.5cm處取上清液，用散射光濁度儀測定剩余濁度。

2　結果與分析

　　圖1反映了單純使用PAC、使用PAC+改性活化硅酸和PAC+活化硅酸凈化原水后水中的剩余濁度(PAC投量以Al₂O₃計)。

　　試驗表明，投加改性活化硅酸較投加活化硅酸不僅提高了沉后水的水質，而且可以降低PAC的投加量。
　　圖2反映了采用3種投藥方法后，懸浮運動絮凝體結合為沉淀運動絮凝體的比率(以下簡稱絮凝體的結合率)與反應時間的關系。?　在工藝動力學條件一定的情況下，投加改性活化硅酸可以有效地促進絮凝體形成，增加其密度，減少絮凝體間的結合時間。

　　　

　　投加改性活化硅酸后形成的絮凝體密實、不易破碎、沉降速度快(見圖3)，縮短了凈化時間(見圖4)，提高了水廠的處理能力，起到了很好的助凝的作用。

3　經濟分析

　　在保證出水濁度＜5NTU的前提下，單獨投加PAC、PAC+活化硅酸和PAC+改性活化硅酸的試驗結果對比見表2，凈水費用對比見表3。

表2　3種投藥方法混凝試驗結果 藥劑 最佳投量(mg/L) 除濁率(%) 除藻率(%) 沉后水殘鋁(mg/L) PAC 28～35 63.2 23.5 0.20 PAC+活化硅酸 (25～30)+(2～3) 73.6 38.2 0.90 PAC+改性活化硅酸 (10～20)+(1～2) 85.4 44.1 0.12

表3　3種投藥方法凈水費用比較 藥劑 單價(元/t) 投量(g/m³) 藥劑費用(元/m³) PAC 2800 30 0.084 PAC+活化硅酸 568 24+12 0.074 PAC+改性活化硅酸 632 20+10 0.063

　　結果表明，投加PAC+改性活化硅酸費用最低，混凝效果也最好，還可以大大提高沉淀池的水力負荷，增大現有工藝產水量。?
在黑龍江省七臺河市精煤集團公司凈水廠應用改性活化硅酸作助凝劑試運行的1年中，低溫、低濁期該凈水廠原最大產水量為4×10⁴m³/d，投加PAC后為4.2t/d；投加改性活化硅酸后產水量提高到6.1×10^4m3/d，投加PAC為2.8t/d，節能降耗50余萬元，由此可見改性活化硅酸對凈化低溫、低濁水是非常有效的，在經濟上是可行的。?

4　結語

　　①改性活化硅酸配制工藝簡單、運行管理方便。可現配現用，也可以異地配制運至現場使用。?
　　②該藥劑投加量小、成本低，一般凈水投加藥量為100mg/L，可節約混凝劑投量的50%左右，大大降低了制水成本。?
　　③試用結果表明，改性活化硅酸可以提高活化硅酸對低溫低濁水的助凝效果，使混凝劑充分發揮絮凝作用，是一種適合北方冬季低溫、低濁水處理的高效助凝劑，它的應用將給水廠帶來良好的經濟效益。

參考文獻：

　　 [1]赫俊國，宋學峰，金昌錦，等.微渦旋混凝低脈動沉淀技術處理低溫低濁水[J].中國給水排水，1999，15(4)：17-19.
　　 [2]嚴煦世.給水排水工程快速設計手冊(第1冊)[M].北京：中國建筑工業出版社，2000.

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　　收稿日期：2002-04-23