微涡流混凝沉淀技术处理低温低浊水的应用
前言
丹东化纤股份有限公司位于我国东北辽宁省丹东市，是生产人造纤维和化学纤维大型上市公司。每天生产用水量达7～8E1吨，所用水源为鸭绿江。在春秋和夏季，由于经常下雨，鸭绿江水泥砂含量较多，浊度高;在冬季有三个月冰冻期，作为水源的地表水， 在这一时期呈现出低温低浊特性，水温0℃～5℃，浊度一般10NTU～30NTU，有时浊度降至10NTU以下。另外，丹东化纤股份有限公司水源取水井位于丹东市城区鸭绿江下游，江水水质受到城市排水污染。因此，该水源来水必须进行混凝沉淀处理预处理，才能保证丹东化纤股份有限公司后续水处理系统正常运行。
在春秋和夏季，鸭绿江水泥砂多时，混凝沉淀效果较好。而在冬季，鸭绿江水为低温低浊，水中胶体 颗粒电位升高，胶体间静电斥力增大，稳定性增强;水的粘滞性增加，颗粒运动的阻力变大，碰撞困难;由于温度低，水的粘度大，影响分子和颗粒的布朗运动，水中胶体颗粒的粒径分布趋于均匀，均小于春秋和夏季的粒径;冬季，地表水体中无机胶体颗粒含量减少，有机胶体颗粒含量相对增加，矾花絮体中有机成份较多，因而矾花的密度较春秋和夏季小。由于上述原因，丹东化纤股份有限公司水处理系统机械搅拌澄清池浊度去除率降低，后处理单元和使用场所出现严重混凝滞后反应，造成离子交换设备和化纤生产系统用水设备堵塞，极大影响制水系统运行可靠性和化纤产品的质量。
针对我公司机械搅拌澄清池这一状况，目前通常一般方法有向机械搅拌澄清池投加粘土、增加沉泥回流量、采取浮沉工艺及微絮凝过滤等一些技术和措施。以往投加粘土及沉泥回流的目的是增加颗粒碰撞次数，微小的颗粒有一定去除效果，但效果不理想。如采用浮沉池，利用气浮技术将一些微小絮体裹携去除以达到净化目的，该工艺效果较好，但浮沉池占地面积及设备较常规工艺增加很多，实现起来很困难。为此，如何更有效提高械搅拌澄清池出水水质，成为我公司当时难以逾越技术障碍。后来我公司与华中交通大学合作，采用微涡流凝聚和立体接触絮凝技术，对丹东化纤股份有限公司动力厂和电厂机械搅拌澄清池进行改造，改造后的出水量是原处理能力的1.5-2 倍，出水水质达到设计要求。
1 微涡流混凝机理
凝聚和絮凝是混凝工艺的两个基本过程，前者指水中胶体脱稳后在水力作用下相互碰撞形成絮体的过程，后者指水流中已经形成的絮体吸附脱稳胶体而成 长的过程。微涡流混凝工艺能显著地提高凝聚和絮 的效率。
1.1微涡流凝聚
凝聚的效率取决于水中胶体脱稳的程度和碰撞的机率，涡流反应器形成的微涡旋流动能有效地促进水中微粒的扩散与碰撞。一方面，混凝剂水解形成胶体在微涡流作用下快速扩散并与水中胶体充分碰撞，使水中胶体快速脱稳;另一方面，水中脱稳胶体在微涡流作用下更多碰撞机会，因而具有更高的凝聚效率。
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