高浊度水处理技术的研究与应用.pdf 5页

'oro..,,.L,,BedReacfTreatmentfDilurganiesJP(下`.门气J二eto52厂1L附才no习I稻森悠平嫌气性甲W口久恋组儿趁生活排水力处理,..24,10,.19531980用水七J麦水171982,.e,oe一Swit湘11ba艾lmM5talA,laerbieAttaehdFilfnExPanded高浊度水处理技术的研究与应用傅文德表本昌(中国市政工程西北设计院)。我国是高浊度河流众多的国家之一据初要流速梯度。,Za一步统计黄河中游地区每年每km被冲去的土犷。,,所以非牛顿流体又可称为宾汉流体这种壤约为3700t为全世界土壤平均侵蚀模数,·2。流体在静止时具有足够刚度的三维结构足以134t/km年的275倍黄河是典型的高浊度。,丫。,;抵抗小于屈服应力的任何力因此在高浊水河流年输沙量和平均含沙量均居世界首位,“”,,度水河流中有时会发现桨河的现象也就是1977年8月初黄河下游出现一次高含沙洪峰,“”。“,在一定的能坡作用下而流速等于零引起这小浪底的最大含沙量达到898kg/m黄河支流,,3,种现象的主要原因是高浊度水中泥沙达到一某些河段的实测最大含沙量达到1600kg/m一,,刀向亦即泥。定数值之后滞性系数增大从而使切应力沙的体积占水体体积60写左右黄河年,。和流速梯度之间的关系发生变化使切应力输沙总量16亿t长江上游高浊度水也较严会、重;黄河长江的总输沙量占世界十三条大河总:T。,t成为极限切应力如果切应力超过屈服.,沙量的293%其它地区也有季节性的高浊度应力,。这种三维结构就分解和清水流体(即牛。,,河流因此对高浊度水处理技术的研究已成洒流体)一样。为我国经济建没和水资源开发中一项重大研究,主要李含许多学者研究认为极限切应力。;课题沙量和泥沙粒径的影响即在相同的泥沙组成、一高浊度水的理论研究,,条件下含沙量越高越容易形成宾汉流体但在“,本文中高浊度水的含义是浊度较高的含泥沙组成不同的流体中组成的泥沙颗粒中细,,沙水体中大于均浓水层的极限粒径的泥沙按颗粒越多越容易形成宾汉流体。高浊度水中形,,其粒径大小以各自的沉速下沉而等于和小于,成宾汉流体的流变特性是高浊度水水流中特。极限粒径的泥沙组成均浓浑水层此均浓水层,有的性质它直接影响浑液面沉速和水流的阻,中的稳定泥沙其大小不同的泥沙颗粒以相同力变化规律。,的沉速组成群体下沉此群体的沉速就是浑液2.自凝作用的研究”。一。面沉速其含沙星般为10一3okg/耐以上,,在高浊度水中由于泥沙颗粒众多颗粒间`l流变特性的研究,的碰撞机率较高自凝作用尤为一般水体要强高浊度水排泥泥浆输送流变特性与清水是烈。在研究中发现影响颗粒自凝过程有两个主,。,,,不同的属于非牛顿体流体192年宾汉提出要因素一是粒径粒径越细自凝越强烈;另一非牛顿:,,。:体流体的滞性定律公式是浓度浓度越高自凝也越强烈由此可见在泛枕,,:二二二n一T乙卞刀由于自凝作用`—dy高浊度水中使粗细不同的泥,。:,。一;沙在沉淀中通过凝聚成絮凝体而提高沉速因式中一极限(初始)切应力,,-。刚体系数(或滞性系数);此在高浊度水处理技术研究中经常被由于自一 ,凝作用产z七的影响所干扰使某些研究成果得。加速沉降出掩盖真相的参数为了更好的研究高浊度水区段H^!,的沉淀机理经常采用分散剂处理高浊度水的第一等速沉降区段,。泥样使其消失自凝作用3.稳定泥沙的研究第二等沉降区段,在高浊度水处理技术中研究的主要对象淤积浓缩区段,是泥沙组成中的稳定泥沙因为非稳定泥沙容易去除。对稳定泥沙的研究,许多论文提出毛.0创6一.00l3mm的粒径为稳定泥沙粒径的科学,论据这些提法在一定的研究范围中都是合适。的但许多学者发现高浊度水中稳定泥沙体积图j浑液面沉降曲线.,6泥渣浓缩研究浓度并不是一个固定数值稳定泥沙体积浓度随稳定泥沙重量浓度的增高而增大。高浊度水的泥渣浓缩是高浊度水净化技术4.极限粒径的研究中一个重要参数。在研究中得出了积泥压力及,极限粒径是研究高浊度水沉淀机理的一个泥浆高度是影响泥渣浓缩的两个重要因素并,且。,重要参数其数值和稳定泥沙的体积浓度和重是两个相反方向的因素前者促使泥浆浓缩。堂浓度有关。极限粒径指的是组成均浓层的稳后者则阻碍之积泥压力和泥浆高度的计算公:。。。定泥沙颗粒中的最大粒径由于>d的粒径不式如下,g。易选取正确故一般取d的粒径作为极限粒径积泥压力的计算公式n、一0。通过对极限粒径的研究,能掌握高浊F心S5的代表值f凡~一气-尸汽(l)AS。度水中的稳定泥沙含量在高浊度水处理技术:、Z式中p积泥压力(kg/m),—中很多设计与生产运行参数主要是根据稳定F原水含沙量(kg/m3)泥沙含量决定的。—-“令原水体积(m)`5.浑液面的沉降特征和曲线研究一A沉淀面积Z(m),—浑液面沉速是泥沙约制沉降的表观特征`-kgm3泥沙比重(/)一浑液面沉速就是均浓浑水层中稳定泥沙的群体-kg3场水的比重(/m),一沉速浑液面沉速是高浊度水研究及处理中的泥浆高度的计算公式一项重要参数。影响浑液面沉速的主要囚索是F口不2)稳、、、、AD定泥沙浓度水温泥沙比重稳定泥沙含童:左)泥沙粒径及不均匀系数等。式中泥浆高度(mJrnJ,口旦浆浓度(kg/)对浑液面沉降曲线的研究很多著作已有7.聚丙烯酞胺的研究,这儿只把沉降曲线形式详尽论述(见图1)简.:B,聚丙烯酞胺絮凝剂是有机高分子聚合物单介绍如下由A至是加速沉降区段在沉:,其结构式降开始由于泥沙自动絮凝过程进行使浑液面f一CH厂一CH一1,。沉速不断加快召至c点浑液面沉速保持不变:。`点至K点浑液面出现减速后又重复出现等{CONHJ,,,适宜于处理高浊度水的聚丙烯酸胺其分速阶段因此把这段曲线称为第二等速沉降阶,200600,,子从在~万之间分子量过低降低混凝段K点后沉速迅速转入急骤减速阶段进入泥,。渣浓。效梁分子量过高增加溶液配段的难度聚两烯缩阶段,酸胶分子为线型结构其酞胺基团从碳主链仲 。出,与泥沙颗粒结合,产生架桥作用,将原来分投加剂量经生产实践证明聚丙烯酞胺投加剂,散在水中的泥沙颗粒结成絮浓度更高的絮凝量精确掌握与控制是处理高浊度水成败的重,,要因素之一。体从而提高浑液面沉速大大缩小所需沉淀池,的容积使净化高浊度水的技术在大规模生产1.2排泥浓度的研究,中切实可行。投加聚丙烯酞胺处理高浊度水时在浓缩8.普通混凝剂与聚丙烯酞胺比较的研究时间为lh,亦即连续排泥的情况下,排泥浓度380“。,经过理论研究和生产实践证明普通混凝剂一般在kg/m左右排泥浓度的高低随混凝沉;和聚丙烯酞胺处理高浊度水时其最大含沙量淀和自然沉淀的浓缩时间长短而变化浓:,;为缩时间短混凝沉淀的泥浆浓度较自然沉淀高,硫酸铝最大处理含沙量10一但浓缩时间长混凝沉淀的泥浆浓度远远低于。,”20kg/m自然沉淀在生产实践中一般生产构筑物浓缩,,三氯化铁最大处理含沙量20一室体积有限浓缩时问都较短所以还是采用混_30。kg/lan凝沉淀的排泥浓度效果较佳聚丙烯酞胺最大处理含沙量100一排泥水率一般随进水含沙量的增加而增3,。150kg/m高在无实验资料时可参考(3)式计算.9水解的聚丙烯酸胺研究_、’一0.26F(3)-水解的聚丙烯酞胺:丫-比不水解的聚丙烯酞胺式中一排泥水率州中卜泥水脸占进水贵2一9。25,架凝效果提高倍最佳水解度为一的儿3曰·搅拌罐中过高的搅拌强度会使聚丙烯酸’I一一k(g/m3)进水含沙量,,.叹的线状分子链断裂导致分子量降低絮凝效13聚丙烯酞胺与泥浆颗粒表面积关系的巢变差。絮凝剂配段浓度为10%。研究.,0投加浓度和分部投药的研究水中泥沙颗粒表而积是高浊度水混凝中班,.汗究洁架表明,为使药剂在水中迅速分散响聚丙烯酞胺手是加址的主要因素该研究为生,,充分混合投加聚丙烯酸胺絮凝剂最佳浓度值产中准确地确定投力!I量提供了依据深化了叩,。勺1一?,:论研究成果,.沙内愉胜胺在处理高浊度水中分部投药14最佳絮凝条件的研究!_一;烈了泊梁址效果为佳,如以浑液面沉速在高浊度水处理的聚丙烯酚胺最优絮凝茶一一、``。勺比扮户:,舫3:,六为片的洛多所谓分部州的研究中探索出影响聚内烯酞胺的杭剪切__,.`泛药就是拼投芍分成两部份分别加于水中能力的主要因素是分子链{为长度尸了分子脸有-、’·,,;丫广药刊后使与水迅速混合然匕之关)和单位休积内分子链的数鱼(一与药齐d浓!变有一·一`,一`。`川J、。:邵分药钊手与水迅速混合由于分关)井几得出厂一般规律临界抚剪分尹让随.,.,货药避免了过高的药齐」浓度与泥沙结合造剪切速度的增加而减小随浓度的增加而增加。,成活性基团被封闭的后果因而达到了较佳的如最佳絮凝条件川拼价叁(,7值来表示,从。,.’效果分州;扮药的比例一般先投加60%然后:研究中得出沉降开始时浑液面沉速随阴汽耳才货加喂。丫为佳。的增加而迅速增如,,,出砚一段大值后又随叨.’1投J口钊量的研究值的增勺“而减少.最后稳定于协一吹,权再随甲响铿丙烯吼胺的投加剂童的两个主要因阴值发生变化。浑夜面沉速门挤左值与稳定值。」素勺高浊度水的含沙量及泥沙颗粒组成增加。,、:。3相差很大当原水含沙遗为)饥币日如采用一,投巧峨叮提高浑液面沉速但不能增加等速阶较低的搅拌速度,最大低比触定值高2/一5倍,段的;川涤水深。在.运行中控制排泥,有助于降低对在设汁山保证最哇絮凝条俘的关用和经济意 义是很大的。良好絮凝效果的最佳`少值,一般场,泥浆输送的研究在2000。,左右在高浊度水的处理技术研究中为妥善解.15,`斜板技术的研究决排泥问题泥浆输送是一个重要课题,,斜板技术用于高浊度水处理已有许多大高浊度水处理后的排泥一般通过输泥管、、,。专院校科研设计单位进行理论与半生产性研j首刹卜除其浓度一般为300一60okg/,n3排泥管,,,。究取得一定的效果初步确定了上向流与平向道的阻力损失主要是水流阻力和内摩擦力研流斜板处理高浊度水的有关工艺参数,并从理究中得出管中输送的排泥泥浆浓度的流变特,,。论上加以探讨后得出若干经验公式与半理论性均属宾汉流体范畴不同浓度沉淀泥浆体的,。。公式为生产上应用提供了可靠的数据刚度系数及屈服应力值见下表不同浓度浆体刚度系数及屈服应力表}序浆体浓度温度}司温度清水度体积浓度一含沙”量吧睽“一二4,T。C粘滞系数丽石飞..`,司丁。`。号{S汗`%画,S(%),丽(k`s//m“3,)里当一万黑恻10勺那〔10勺{!…巴心、10?)4.....一一一l1912802217401马5心05、。0375222一00U64}18.65八7892之」.02{010}之260.0972巨刃..,滩(一`..2249710弓4296礴022IU0〔、75245.2注八工0b328弓于{伙0廿qJ认咐卜j场:ZgL)29l·,一,,3`,683707布l了井卜01下752匕。}{。」13——.OL3仆乞{....363乙厂364J(){口sc05厂一一一29姗六.{{1345{Zb.o_l_.一一l一一一一,下一一_43515166—一一C5(、与药2污通51.?公.竺C4!{1:27.C}、5,25.`,八工67丧45330415卜5佗之9O}__·..l20505556C521`们}一13875广—},l5与{85253{}{41.43..咬.,.L)〔工853八2070560906001223400275冲△为投加3絮凝剂的流变试验·、_一2坛、必一研究中还发现投加聚丙烯酞胺的泥浆在管编写了有实用价值的处歼石小咐了泛,、,,7,一道输送巾与不投加聚丙烯酞胺的泥浆相比在计手册对今后的净化高浊公:火;订少士{川,,研究有指导意义。层流状态下为增阻但在紊流状态下则为减阻.其数值可减少15%左右。原因是投加聚丙烯酞3高浊度水的取水fj泣置选抒淤犷释i段,,计中首要解决的重要问题。现胺后改变了紊流中动能和动量的传递遏制了已措常出左稍宁、、,,河段取水不稳定河段取水游言型河段取水的横向脉动流速减少系流旋渴的阻力最终导致,紊流动能的减少。设1于要点和各种取水构筑物的适用架:件为高二、应用技术浊度水工程取水口的设计提供了贡要经验。.,4基本掌握处理高浊度水技高注度水处理应用技术目前水平主要体太中各环节的,,一一现在下列几:要饭对高浊度水的定义统一了看法确定了一个东面1.在总结我国三十余年处理高浊度水设级处理流程和二级处理流程的选择原则,为保计、科研、生产经验的基础上,用了七年时间:编证供水安全可靠,提供了有效的数据。._出国内外第六部、,5总结了黄河上中下游不同河段取水口与《高浊度水给水规范它反映,。净化工艺为进了我国净化高浊度水给水技犬的特色和水平一步开发利用黄河水资源提供 、度水的新型构筑物有XB一1xB2了初步的经验。一型型,、—、6.基本掌握处理高浊度水的各种药剂的最水旋澄清池水力一一水旋型斜管综合池新型。,竖流式沉淀池等大含沙量值总结了聚丙烯酞胺的最佳配置浓.,9新理论指导的辐流式沉淀池度和投加浓度配置药剂的搅拌罐已有一套标,。辐流式沉淀池是我国处理高浊度水的传统准设计图聚丙烯院胺产品标准目前正在编制。,7.对高浊度水处理中排泥方法和泥渣出路池型随着理论研究的深入和发展对辐流式沉。,。淀池沉淀机理的研究有了根本性的改变辐流问题的重要性有了进一步认识处理构筑物内,,池原先的计算理论和计算公式是根据单一颗粒泥渣的浓缩与排除以及排出泥渣的合理利用,是保证净化工艺正常运行的关键。如以黄河中自由沉降的机理推导现在是根据群体沉降理。,3,论来推导计算公式用新理论计算的辐流池无下游一座出水量为10万md/的水厂为例当3,论从理论上还是生产实践上都有了较大的进净化100kg/m的含量的高浊度水时每天需排。。出含水率为26%的干泥1350Ot如根据黄河展,,,10对长江上游多沙型的高浊度水处理已平均年的含沙量计算该水厂的每年总泥量,_,,(26%的含水率)高达一00万t如不妥善解决掌握了初步规律和设计要点在长江h游根据,就会影响净水工艺的正常运行。其组成的泥沙浓度中沙量大于泥量的特点设,,8.初步总结出高浊度水处理构筑物的特点置沉砂池设施预沉粗颗粒砂粒后再进入沉淀,。,(澄清)设备有较佳的经济与技术效果是应具有快速混合聚丙烯酞胺絮凝剂和使进.,1高浊度水处理流程自动化水泥渣两次分离的构造要求还应有足够的泥,,,高浊度水处理流程自动化已在兰州市自渣浓缩面积和容积适于安装排泥机械排泥系。统畅通等。如果用作一级处理构筑物的池型,还来水公司等单位实现为了提高水厂运行可靠,,、应、:性保证水质消除浑水季节紧张情况降低产有处理低温低浊度水的要求如良好的反应,、、条件和回流活性泥渣等。另在池体的构造方面,水成本已实现投药排泥辐流池运行的自动,。应避免泥渣易于沉积而不易排除的角落和引起化管理取得了预期的效果泥沙淤堵的小缝隙和小孔眼等设施。处理高浊、会议·信息1988年中外环保技术设备展览会在上海举行DTI型动态曝气器批量生产_一由中国环境保护工业协会上海市分会与七海市国“际贸易信息和展览公司联合王办的中外环保技术设备,”,叮一I型动态曝气器是在引进日本同类产品技术展览会寸1988年5月2之日至27日在上海展览中心,的基拙上由北京工业大学和北京制线厂共同研制成功举行。的。经北京第一针织厂污水处理站两年多时问的实际展览会上展出了目前世界上比较先进的分析仪器,.,一14,、运营表明其氧的利用率可达3%动力效率系数和环保设备如ITD80O型离子阱气相色谱检侧器水..。153k·,2、、g0/kwh单头服务面积为05m该曝气器的净化处理设备除尘设备空气净化处理设备及各类水,主要特点是空气无需净化过滤间歇运行也不会发生污气分析测成仪器子。参加上海合流污水治理建设项目泥堵塞现象,且省电耗。由于是聚丙烯制品,具有构造工程投标的有关设备技术和我国有关的先进设备也参简单、体小质轻、强度高、衬腐蚀、安装方便、维修简单、加了展出。、、、价格低廉(每个售价30元)等优点该产品经技术鉴定参加这次大型展览的有美国日本句牙利加拿后,己由江苏省车宁县玻璃钢厂批量.产。大、瑞士等国家和我国130厂企业。生多个工殷增文供稿上海市自来水公司设计空孙杰供稿'