水厂是城市供水的重要企业,对城市的稳定发展具有重要意义。水厂的实际生产运作中,如何实现水的净化,保障质量与效率是重要的工作事项,与此同时,基于时代的快速发展,水厂应认识到一些新技术、新方法的存在,并给予积极运用,以能够提高供水质量,为城市的发展建设提供帮助。
1、净水处理工艺现状和发展
20世纪70和80年代之间,给水工程技.术人员致力于研究如何以最低的工程总投资来完成简单的处理目的。这也是技术人员面在此阶段面临的主要问题-工程的投资效益。因此净水技术在此条件下得到了一-些改进,其中研究包括改进沉淀池设计,出现了斜管沉淀池、斜板沉淀池和气浮池等快速澄清工艺,还有将快速过滤工艺和絮凝、沉淀和过滤工艺组合在一起的专用集成设备等,而在20世纪80年代,水环境的恶化不断加强,导致整体水环境破坏,人类赖以生存的水源地也不可避免的收到不同程度的污染,同时研究学者发现常规处理不能满足城市给水的出水水质要求,同时期衍生出来的出水水质含有有毒有害物质,同样威胁着人类的健康。面对新的问题,工程技术人员和研究人员致力于研究新的去除水中有机物的方法和工艺研究,因此在常规处理工艺的基础上的增加预处理以及深度处理工艺应运而生。
2、常规水处理工艺为
2.1混凝工艺
混凝工艺是混合和絮凝两大部分组成。混合是基于在混凝剂的水解产物向水体中扩散过程的原理使药剂迅速均匀地扩散到所投加的水流中。常用的混合设备大致上有4类:水泵混合、管式混合、水利混合池和机械混合。絮凝是使水或液体.中悬浮微粒集聚变大,或形成絮团,从而加快粒子的聚沉,达到固-液分离的目的。絮凝池形势较多,主要有两大类:水利搅拌式和机械搅拌式。混凝处理是常规处理中非常关键的环节,其作用在于能够去除原水中大部分的浊度物质和大部分有机物,同时也能去除部分消毒副产物的前驱物质。其机理主要表现为三个方面:--是带正电的金属离子和带负电的有机物胶体通过电中和作用,使其脱稳凝聚形成细小的颗粒;二是金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀;三是有机物在絮体表面的物理化学吸附。影响其效果的因素主要有混凝剂的种类、混凝剂的投加量、原水水质、混凝pH值、碱度、混凝搅拌程度以及混凝剂与助凝剂的投加顺序等。
2.2沉淀工艺
沉淀工艺是依靠重力作用实现固液分离的水处理单元技术。沉淀池按池内水流方向可划分为平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板沉淀池四种,而平流式沉淀池较其他沉淀池具有:构造简单、管理方便、耐冲击负荷强、运行费用低廉、适用水量水质变化能力强、沉淀效果稳定、操作管理简单等优点,因而在大中型净水厂中得到了非常广泛的应用。竖流式沉淀池因其表面负荷小,处理效果差而逐渐被改进为各种类型的澄清池使用。辐流式沉淀池主要应用于做高浊度水的预沉。斜板沉淀池尤其其占地面积小,土建投资低等优点而广泛应用于小型水厂。
2.3过滤
过滤在给水处理中一般称为二级处理,通常是设在沉淀、澄清、气浮等一级设备之后,用来进一步降低水中浊度。过滤设备-.般是用来截留水中所含的悬浮固体,以获得低浊度的水。最早的过滤滤池是慢滤池。因其净化主要起生物净化作用,对有机物和微生物的去除有一定的效果,克服普通快滤池不能去除的效果,鉴于此特性,被国外广为应用,将慢滤池作为最后的把关设施。慢滤池由于其出水水质差、规模和占地面积大等缺点在国内逐渐被快滤池取代,快滤池的过滤机理为接触絮凝。普通快速滤池由于其具备工作稳定、出水水质较好、有成熟的运行经验、运行稳妥可靠等优点广泛应用于国内大、中型水厂。
3、常规处理工艺净水厂提质改造设计方案分析
3.1制备臭氧
水厂制备臭氧的方式主要分为三种,第一种为空气法、第二种为现场制氧机法、第三种为外购液态氧气的方法。空气法氧气纯度相对较低,制氧机法与外购法氧气较为纯正。(1)空气法,该方法臭氧浓度也相对较低,而为了得到足够量的臭氧,生产设备通常要收集大量的空气,这种方法造成了初期投资较大的现象。空气法的应用过程中,耗电量也相对较大,因此成本相对较高。(2)现场制氧机法,现场制氧机法是将空气进行净化、干燥,然后再用空气分制氧机制备氧气。现场制氧机的应用可以确保效率,但存在噪音现象。一般而言,这是方式的应用,臭氧制备效率较高,投资成本较小,适宜投资应用。目前大多数水厂都会采用自被制氧机的方法,节省了运行管理费用,具有良好的可靠性。(3)外购液态氧,这种方法是以采购方式为主,液态氧气的浓度在97.7%,臭氧生产效率高。水厂应用外购方式时,为了能够有效应用,需要建设储氧站。
3.2臭氧尾气处理系统
空气中臭氧浓度相对较高时对人体是有伤害的。因此,臭氧应用过程中,应及时排放尾气。一般情况下,会采用剩余臭氧破坏装置,以进行臭氧的无害化处置。结合我国对于臭氧尾气的排放方式可知,常用的方法有活性炭法、加热分解法、催化剂法。从有关方法来看,电加热法需要消耗大量的电力资源、设备价格也相对高昂,因此使用范围较小。活性炭吸附法、催化剂法较为常用,催化剂法主要是结合一种黑色颗粒状物质,粒径约3mm,主要成分为CuO和MnO2,实际净水设计方案改造中年,采用催化剂法较为实用。
3.3臭氧接触池容积设计
当前而言,我国水厂的深度处理工艺中,通常会采用接触时间在10~15min的臭氧接触处理工艺。本文优化改造设计中,将臭氧接触时间设置在11min,并分为三段接触流程,第一段为2min;待2min后,转入下一处理室,接触4min;待4min后,转入第三接触室,接触5min。有效水深达6.0m。
4、结语
综上所述,水源是重要的自然资源,对人们的生产、生活具有重要影响,随着水资源的污染现象增多,净化水资源的减少,进行水资源的工艺化处理显得十分必要。结合水厂的常规处理工艺来看,存在工艺方法相对保守,效率不高的现象,对此,提出了一种常规处理工艺净水厂提质改造设计方案,深度处理水资源,提高净化水的处理质量,该方法的应用过程中,不仅利于去除污染物质,还利于消除毒副物质,进而推动我国净水处理行业的发展。
参考文献
[1]陈欢球.净水厂工艺改造设计与运行效果分析[J].供水技术,2019,v.13;No.77(06):48-52.
[2]净水厂排泥水处理工艺研究与设计[J].内蒙古科技与经济,2019,No.435(17):104+116.
[3]徐月.水厂不停水深度处理改造研究[J].中国房地产业,2019,000(007):204.
[4]张馨,李博.净水厂排泥水处理工艺改造设计[J].福建质量管理,2019,000(011):263.