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摘 要： 這篇工程師職稱論文發表了一體化凈水在農村飲水安全工程的應用，微絮凝一體化凈水器有很多有點，很適合在農村做安全飲用水工程，論文對微絮凝凈水設備構造和工藝原理以及適用條件進行了概述，并探討了設備在花園水廠的應用。
這篇工程師職稱論文發表了一體化凈水在農村飲水安全工程的應用，微絮凝一體化凈水器有很多有點，很適合在農村做安全飲用水工程，論文對微絮凝凈水設備構造和工藝原理以及適用條件進行了概述，并探討了設備在花園水廠的應用。
摘要：主要闡述了微絮凝一體化凈水工藝的設備構造、水處理工藝原理及其適用條件。結合安徽省東至縣農村安全飲水工程花園水廠項目的具體情況，設計規模小、山區原水濁度低，考慮建設周期短、占地面積小、工程投資少等優點，選擇微絮凝一體化凈水器進行水處理，實現一體化凈水，取得了較好的應用效果。
關鍵詞：工程師職稱論文,水處理,工藝原理,適用條件,應用
飲用水處理工藝一般是通過建設混凝、沉淀、過濾池等構筑物來進行水處理，微絮凝凈水一體化是通過集成一體的凝聚、絮凝和過濾工藝，達到凈水效果，其優點是減少了建筑占地面積、建設周期短、工程投資少，在農村山區飲水安全工程中應用較廣。
1微絮凝凈水設備構造
微絮凝一體化設備構造組成如圖1所示。微絮凝凈水一體化設備[3-4]主要通過集成一體的凝聚、絮凝和過濾工藝，達到凈水效果。微絮凝凈水器是微絮凝凈水一體化凈水工藝的核心，微絮凝凈水器在外形上與一般的壓力濾罐類似，由罐體、閥門、連接管道及儀表等組成。但罐體內采用了與一般壓力罐不同的構造，由上濾板、凝聚層、絮凝層、過濾層與下濾板組成。進水管上安裝管道混合器，以強化原水與絮凝劑的混合效果，促進其亞微擴散。過濾上下界面處安裝有壓力計，用于檢測和判斷含污量，便于反洗控制。檢測儀表和閥門均同時考慮人工與自動觀測和操作功能，以實現手動與自動互備的運行控制。
2微絮凝凈水工藝原理
原水在經過管道投加絮凝劑后依次進入凈水器的凝聚層、絮凝層和過濾層，歷時10～15min，即可達到出水濁度1NTU以下的凈水。2.1凝聚原水在投加絮凝劑后進入凝聚層，凝聚層為特殊材質，形狀能使水流產生大量微小渦流，促進水中膠體雜質與絮凝劑顆粒相互碰撞，產生脫穩和凝聚，生成絮體。由于凝聚層中水流水力半徑小(傳統工藝為其數百倍)，水流剪力大，無法生成較大絮體，同時因為特殊的凝聚層材料表面光滑，不會吸附絮體，因而微小絮體能順利通過凝聚層而進入絮凝層[5-6]。2.2絮凝絮凝層材料孔隙率大，表面粗糙，具有很強的吸附能力和含污能力。進入絮凝層的水流挾帶大量微小絮體，當它們在水流紊動下接近絮凝層材料表面時，被吸附并與水流分離，被吸附的絮體顆粒又吸附水中絮體。當吸附層達到一定厚度，其吸附力不足以抵抗水流剪力時，達到吸附平衡，水中絮體向下層移動，繼續在下層產生絮凝作用。2.3過濾過濾層采用石英砂材料[7-8]，絮凝初期主要依靠絮凝材料表面吸附水中細小絮體，與過濾機理相同。當絮凝材料表面吸附了絮體后，已經吸附的絮體進一步吸附水中絮體，使絮凝層達到較大含污量，因此微絮凝工藝能處理高濁度原水。過濾層起到水質保障作用，當絮凝劑投加量不當、膠體脫穩凝聚效果不佳或水中存在某些無法凝聚的雜質時，則會造成部分雜質無法在絮凝層絮凝而穿透，這些雜質由過濾層去除。例如，當投藥量不當時，部分膠體無法脫穩，它們之間無法相互吸附絮凝，但濾料表面較強的吸附力則可以將它們去除。因此，過濾層也稱為保護層，在運行時應控制使它不過量含污。
3微絮凝凈水工藝適用條件
3.1原水濁度1000NTU以下當原水濁度很低時，微絮凝凈水器的作用與直接過濾設備類似，濁度越低，出水質量越好，工作周期越長，反洗水濁度越低，絮凝劑耗量越少。當原水濁度較高時，微絮凝凈水器仍能保證出水質量。經測試，當原水濁度為1000NTU時，在16m/h濾速下的工作周期約3.5h，按反洗強度25l/m2.s和每次反洗2min計算，反洗耗水量約為制水量的5%，與傳統工藝自耗水量相當。如果水源只是因為暴雨造成短時間濁度偏高，即使濁度短時間內達到1000NTU以上，仍然可以采用高效微絮凝凈水器，其出水質量仍可以保證，只是在短期內自耗水量會超過5%。
3.2低溫低濁原水凈化在傳統水處理過程中，當原水溫度較低時，水的粘性提高，造成水流紊動性降低，水流剪力提高。加之原水濁度低，雜質顆粒間平均距離大，不利于水中顆粒的碰撞反應脫穩，更不利于絮體的增大，所以影響凈水效果。在微絮凝凈水器中，其凈水機理不需要生成大的絮體，細小的絮體就可以有效地去除，而且對于微絮凝凈水器，絮凝材料顆粒就是大絮體，它們充滿絮凝層，與雜質顆粒距離非常近，所以勿需增加絮凝劑，也能夠保證凈水效果，因此不會因低溫低濁水影響凈水效果。但當水溫降低時，由于水流剪力加大，將影響絮凝層的吸附層厚度，降低含污能力，致使凈水工作周期有所下降，自耗水量略有增加。
3.3原水流量的變化范圍大當原水流量大范圍變化時，傳統工藝往往不能適應，因為當流量遠小于設計值時，水的流速和紊動性降低，使絮凝效果大大降低，從而影響凈水質量。而高效微絮凝凈水器，因為微小渦流和高密度吸附作用，可以適應很小的原水流量。3.4含有一定有機物及其他有害物質的原水水源受有機物污染，常規水處理一般不易去除。在微絮凝凈水器中絮凝層相當于高濃度絮體，有利于有機物的吸附和去除。另外高效率地去除膠體，同時也去除了被膠體吸附的有機物。當原水中含有一些不容易絮凝的有害物質，高效微絮凝凈水器可以通過高密度吸附去除。
4微絮凝凈水器在花園水廠的應用
4.1水廠概況東至縣花園鄉位于東至縣城南約24km，國土面積249km2，森林覆蓋率86%，總人口12224人，其中農業人口11781人。東南高山連綿，西北丘陵縱橫，堯渡河上游支流分布全境。花園鄉花園水廠為新建項目工程，設計規模600m3/d，解決飲水不安全人口9038人，涉及花園、新塘、合步、粟埠、南溪、祠村、胡村、雙河、桃園等9個行政村的8719人和花園中學的319人。4.2微絮凝凈水器的設計和應用花園水廠原水取自馬坑河上游河水，馬坑河水源水量充足，水質良好，屬地面水Ⅰ～Ⅱ類，濁度1～3NTU，夏季短期內可達10～30NTU，僅需常規凈水工藝即可滿足凈水要求。由于本工程原水濁度較小，絮凝、沉淀較為困難，采用平流沉淀池占地面積較大，為減小工程投資，結合微絮凝凈水器適用條件，本工程采用SW-Ⅱ型高效組合式凈水器進行水質凈化。微絮凝凈水器設計濾速為9.83m/h，共1臺，單臺設計處理能力為25m3/h。原水進入廠區，根據原水濁度的不同，混凝劑投加量在5～20mg/L范圍，出水濁度一般為0.1～0.5NTU。經過微絮凝過濾的水投加二氧化氯消毒劑后進入清水池消毒，再通過二級水泵將消毒后的水送入用水點。2015年4月縣疾病預防控制保健中心水質檢測數據，出廠水渾濁度為0.23NTU。微絮凝凈水器在花園水廠使用過程中，操作管理簡便易于維護。采用自動化控制，一般不需人工操作。手動操作時，也只要控制幾個閥門的開閉和絮凝劑投加量的調整等。目前運行穩定，維護工作量少。
作者：胡小亭 單位：安徽省東至縣長江河道管理局
推薦期刊：《工業微生物》(雙月刊)創刊于1971年，是由中國輕工業聯合會主管、全國工業微生物信息中心和上海市工業微生物研究所主辦的專業性科技期刊。
