城市自来水厂的药剂消耗约占自来水制水成本的20-30%,若在保证供水水质的前提下,采取一定的节药措施,就能降低生产成本,提高水厂的经济效益,实现节能降耗。影响混凝效果(药剂投加量)的因素比较复杂,其中包括水温、pH值和碱度、水中杂质性质和浓度、外部水利条件等。
以下仅略述几项主要因素:
水温对药耗有明显影响,尤其是冬季低水温对药耗影响较大,通常絮凝体形成缓慢,颗粒细小、松散。原因主要有:一、无机盐混凝剂水解是吸热反应,低温水混凝剂水解困难;二、低温水的粘度大,使水中杂质颗粒的布朗运动强度减弱,碰撞机会减少,不利于胶体脱稳凝聚,同时还影响絮凝体的成长。三、水温低时,胶体颗粒的水化作用增强,妨碍胶体凝聚,还影响胶体颗粒之间的粘附强度。四、水温和水的pH值有关。水温低时,水的pH值提高,相应的混凝最佳pH值也将提高。所以在寒冷地区的冬季,尽管投加大量混凝剂也难获得良好的混凝效果。水中杂质成份的性质和浓度对混凝效果也有影响。天然水中的浊度是因为粘土杂质而引起的,粘土颗粒大小、带电性都会影响混凝效果。一般来说,粒径细小而均一,其混凝效果较差,水中颗粒浓度低,颗粒碰撞机率小,对混凝不利;当浊度很大时,为使水中胶体脱稳,所需药耗将大大增加。当水中存在大量有机物时,能被粘土颗粒吸附,从而改变了原有胶体颗粒的表面特性,使胶体颗粒更加稳定,将严重影响混凝效果,此时必须向水中投加氧化剂,破坏有机物的作用,提高混凝效果。水中溶解性盐类也能影响混凝效果,如天然水中存在大量钙、镁离子时,有利于混凝,而大量的Cl-,则不利于混凝。
因雨水的冲刷而导致含大量腐殖质的高浊度水进厂,一般采用的提高前加氯和混凝剂投加量正是基于此。
外部水利条件是影响混凝效果的重要因素:胶体颗粒凝聚的基本条件,一是使胶体颗粒脱稳,二是使脱稳的胶体颗粒相互碰撞。混凝剂的作用主要是使胶体颗粒脱稳,而外部水利搅动是保证胶体颗粒能充分与混凝剂接触,使胶体颗粒互相碰撞而形成絮体。要使胶体颗粒与混凝剂充分接触,必须在聚合氯化铝投入水中后使之迅速均匀地分散到水体各部分去,俗称快速混合,要求在10~30秒内,至多不超过2分钟。
水量冲击负荷是指原水周期性或非周期性的、突然变化很大的水量冲击。城市时用水量、及上游水量调整均影响我厂的时进厂水量,尤其是夏季高峰供水阶段,时进厂水量变化较大,导致频繁调整PAC药剂投加量,而且沉后水效果不是很理想。值得注意的是,这种变化并非线性上升,之后要注意观察反应池的矾花,以免药量过大而破坏混凝效果。
除了以上几点影响因素外,还有一些节药措施,比如增加PAC药液池搅拌次数,减少药剂固体颗粒沉淀,稳定药性,也能达到节约药耗的目的。