微渦流混凝沉淀技術處理低溫低濁水的應用
前言
丹東化纖股份有限公司位于我國東北遼寧省丹東市，是生產人造纖維和化學纖維大型上市公司。每天生產用水量達7～8E1噸，所用水源為鴨綠江。在春秋和夏季，由于經常下雨，鴨綠江水泥砂含量較多，濁度高;在冬季有三個月冰凍期，作為水源的地表水， 在這一時期呈現出低溫低濁特性，水溫0℃～5℃，濁度一般10NTU～30NTU，有時濁度降至10NTU以下。另外，丹東化纖股份有限公司水源取水井位于丹東市城區鴨綠江下游，江水水質受到城市排水污染。因此，該水源來水必須進行混凝沉淀處理預處理，才能保證丹東化纖股份有限公司后續水處理系統正常運行。
在春秋和夏季，鴨綠江水泥砂多時，混凝沉淀效果較好。而在冬季，鴨綠江水為低溫低濁，水中膠體 顆粒電位升高，膠體間靜電斥力增大，穩定性增強;水的粘滯性增加，顆粒運動的阻力變大，碰撞困難;由于溫度低，水的粘度大，影響分子和顆粒的布朗運動，水中膠體顆粒的粒徑分布趨于均勻，均小于春秋和夏季的粒徑;冬季，地表水體中無機膠體顆粒含量減少，有機膠體顆粒含量相對增加，礬花絮體中有機成份較多，因而礬花的密度較春秋和夏季小。由于上述原因，丹東化纖股份有限公司水處理系統機械攪拌澄清池濁度去除率降低，后處理單元和使用場所出現嚴重混凝滯后反應，造成離子交換設備和化纖生產系統用水設備堵塞，極大影響制水系統運行可靠性和化纖產品的質量。
針對我公司機械攪拌澄清池這一狀況，目前通常一般方法有向機械攪拌澄清池投加粘土、增加沉泥回流量、采取浮沉工藝及微絮凝過濾等一些技術和措施。以往投加粘土及沉泥回流的目的是增加顆粒碰撞次數，微小的顆粒有一定去除效果，但效果不理想。如采用浮沉池，利用氣浮技術將一些微小絮體裹攜去除以達到凈化目的，該工藝效果較好，但浮沉池占地面積及設備較常規工藝增加很多，實現起來很困難。為此，如何更有效提高械攪拌澄清池出水水質，成為我公司當時難以逾越技術障礙。后來我公司與華中交通大學合作，采用微渦流凝聚和立體接觸絮凝技術，對丹東化纖股份有限公司動力廠和電廠機械攪拌澄清池進行改造，改造后的出水量是原處理能力的1.5-2 倍，出水水質達到設計要求。
1 微渦流混凝機理
凝聚和絮凝是混凝工藝的兩個基本過程，前者指水中膠體脫穩后在水力作用下相互碰撞形成絮體的過程，后者指水流中已經形成的絮體吸附脫穩膠體而成 長的過程。微渦流混凝工藝能顯著地提高凝聚和絮 的效率。
1.1微渦流凝聚
凝聚的效率取決于水中膠體脫穩的程度和碰撞的機率，渦流反應器形成的微渦旋流動能有效地促進水中微粒的擴散與碰撞。一方面，混凝劑水解形成膠體在微渦流作用下快速擴散并與水中膠體充分碰撞，使水中膠體快速脫穩;另一方面，水中脫穩膠體在微渦流作用下更多碰撞機會，因而具有更高的凝聚效率。
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