现象:同一套工艺,水温一降出水就变差
进入秋冬季,不少水厂会遇到一个相似的情况:投加量没变、设备没动、原水浊度还比夏天更低,出厂水却出现絮体细小、沉降缓慢、沉淀池出水浊度上升。这类原水通常被称为低温低浊水,混凝困难并不来自操作失误,而是水温和胶体状态发生了变化。
成因一:水的粘度上升,颗粒沉降变慢
水的粘度随温度下降而明显增大,20℃时约为1.0毫帕·秒,5℃时约为1.5毫帕·秒,上升约五成。粘度增大直接意味着颗粒下沉时的阻力变大,沉降速度下降。同时,粘度升高也会影响搅拌时的水力条件,同样的搅拌转速在低温下形成的剪切强度并不相同,絮体更容易被打碎。
成因二:水解反应速率下降,电中和能力减弱
聚氯化铝投入水中后,需要水解生成带正电荷的水解产物,通过电中和与吸附架桥使胶体颗粒脱稳。水温下降后,水解反应速率随之降低,生成的水解产物形态分布也发生变化,电中和能力减弱。与此同时,水温低时颗粒的布朗运动减弱,碰撞几率下降,絮体长大变得更加困难。
成因三:絮体细小松散,密度偏低
低温条件下形成的絮体往往颗粒小、结构松散、含水率高,密度低,抗剪切能力差。这类絮体在沉淀池中沉降慢,也容易被水流带出。需要注意的是,单纯增加投加量并不总能解决问题:过量投加会使胶体颗粒表面电荷反号,出现再稳现象,反而让出水更差。
应对一:投加量以烧杯试验为准
冬季用药不能照搬夏季参数。更稳妥的做法是增加烧杯试验频次,以现场经验估算值为起点,先按上浮20%左右试算,再依据试验结果逐档回落,找到当天水质条件下的合适区间。原水浊度、pH、碱度发生变化时都要重新做试验,不宜长期沿用同一组参数。
应对二:改善混合与反应条件
混凝剂需要与水中颗粒充分接触才能发挥作用。快速混合阶段应力求快而均匀,停留时间一般控制在10到30秒;絮凝反应阶段则可适当延长时间,给絮体留出长大的空间。沉淀池方面,可以考虑降低上升流速、合理调整排泥周期,减少已形成的絮体被带出。
应对三:必要时使用助凝剂
当原水浊度很低、絮体难以长大时,可考虑配合使用聚丙烯酰胺等助凝剂改善絮体结构。阴离子型产品对以无机悬浮物为主的原水较为适用;使用时先溶解再投加,投加点设在絮凝阶段中后段为宜,投加量需通过试验确定。助凝剂投加量与混凝剂一样,受水温、浊度影响较大,不能沿用固定值。
小结
低温低浊水的混凝困难是物理与化学两方面因素叠加的结果,处理思路也应从投加量、水力条件、助凝措施三条线同时考虑。现场实际药耗通常高于理论估算,所有参数调整建议以现场试验为依据,记录留痕,便于下一轮季节变化时复核。