一種給水原水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水應(yīng)用的絮凝劑，屬于給水原水的處理工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。將給水原水加入石灰乳，調(diào)節(jié)pH值在8.0～8.5，再經(jīng)過高速攪拌器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入原水比例為0.01～0.05wt％，保持該混合液的即時粘度小于50mPa·S，保持pH值在8.0～8.5約2分鐘后，鼓入空氣或二氧化碳將pH值降至7.5～7.8，將原水放入沉降池或氣浮池分離出水和泥汁，泥汁經(jīng)濾布或真空吸濾機(jī)過濾。本發(fā)明強(qiáng)化混凝主要是通過改善混凝條件使有機(jī)物去除范圍和去除率進(jìn)一步擴(kuò)大和提高。本方法處理污染物范圍廣，效果好，生產(chǎn)原料來源廣，成本低，性能穩(wěn)定，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染。
【專利說明】一種給水原水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水應(yīng)用的絮凝劑，屬于給水原水的處理工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]飲用水常規(guī)處理工藝的主要去除對象是水源水中的懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌。其凈化技術(shù)是人們在治理污染的過程中出現(xiàn)的，并不斷地得到發(fā)展、提高和完善。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，水體污染也日益嚴(yán)重，水中有害物質(zhì)逐年增多，同時隨著水質(zhì)分析技術(shù)逐漸改進(jìn)，水源水和飲用水中能夠測得的微量污染物質(zhì)的種類也不斷增加。為滿足人們的生活需求及與國際接軌，2001年6月7日國家衛(wèi)生部制訂了《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》，新規(guī)范將水質(zhì)指標(biāo)由原來的35項參數(shù)增加到96項，首次對飲用水中的有機(jī)物含量提出了標(biāo)準(zhǔn)。同時，面對水源水質(zhì)的變化(除了原有的泥沙、膠體物質(zhì)和病原微生物外,還有有機(jī)污染物、高氨氮、消毒副產(chǎn)物、水質(zhì)生物穩(wěn)定性等)，常規(guī)飲用水處理工藝(只能去除水中有機(jī)物20~30%，且由于溶解性有機(jī)物存在，不利于破壞膠體的穩(wěn)定性而使常規(guī)工藝對原水濁度去除效果也明顯下降，僅為50~60%)已顯得力不從心。因此，在現(xiàn)有常規(guī)處理技術(shù)與工藝的基礎(chǔ)上，發(fā)展新的水處理技術(shù)與工藝勢在必行。
[0003]常規(guī)凈水工藝的改造有以下幾種方法:增加深度處理構(gòu)筑物，如活性炭吸附技術(shù)；增加預(yù)處理構(gòu)筑物，如生物預(yù)處理(接觸氧化池或生物濾池)；不增加常規(guī)工藝前、后的凈化構(gòu)筑物，在現(xiàn)有工藝上改造，如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過濾、優(yōu)化消毒等。其中，強(qiáng)化混凝(enhanced coagu lation簡稱EC)是指在常規(guī)處理工藝流程中在混凝處理時投加過量的混凝劑、新型混凝劑或助凝劑或者是其他的藥劑并控制一定的PH值，通過加強(qiáng)混凝與絮凝作用，從而提高常規(guī)處理中天然有機(jī)物(NOM)的去除效果，最大限度地去除消毒副產(chǎn)物的前體物(DBPFP)，保證飲用水消毒副產(chǎn)物符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的方法。與增加深度處理及生物預(yù)處理相比，強(qiáng)化常規(guī)水處理具有投資省、不需建造新的構(gòu)造物、不占土地以及經(jīng)常運行費用低等優(yōu)點，更適合對原有系統(tǒng)的改造。
[0004]針對以上優(yōu)特點，為了提高絮凝劑的穩(wěn)定性和處理效果，降低經(jīng)生化處理后出水質(zhì)量，得到一種新型絮凝工藝，使之在使用劑量小，單一操作環(huán)節(jié)下就能將出水的絮凝效果達(dá)到國家使用標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水應(yīng)用的絮凝劑。本發(fā)明對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法是:
[0006]將給水原水加入石灰乳，調(diào)節(jié)pH值在8.0~8.5，再經(jīng)過高速攪拌器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入原水比例為0.01~0.05wt%，保持該混合液的即時粘度小于50mPa.S，保持pH值在8.0~8.5約2分鐘后，鼓入空氣或二氧化碳將pH值降至7.5~7.8，將原水放入沉降池或氣浮池分離出水和泥汁，泥汁經(jīng)濾布或真空吸濾機(jī)過濾。
[0007]其中所述的硅酸鈉和硫酸混合液具體制備方法為:將濃度為5~15wt%的硅酸鈉，加入50~500ppm的二氧化硅粉末，用做凝結(jié)核心，在常見的高速攪拌裝置下劇烈攪拌，保持?jǐn)嚢柽^程中液體的雷諾數(shù)大于6000，即出現(xiàn)紊流態(tài)，然后用10~30wt%濃度的稀硫酸酸化至溶液PH為9~11，同時用在線粘度計測定該混合液的即時粘度，使該混合液的即時粘度小于50mPa.S，即制備成聚硅酸微凝膠；該聚硅酸凝膠由于加入了二氧化硅粉末作為凝結(jié)核心，配合劇烈的攪拌速度，從而控制了溶液的膠凝情況，制備出的聚硅酸凝膠具有良好的流動性。
[0008]本發(fā)明強(qiáng)化混凝主要是通過改善混凝條件使有機(jī)物去除范圍和去除率進(jìn)一步擴(kuò)大和提高。碳酸鈣和硅酸鈣混凝劑的微小顆粒對水中膠體進(jìn)行電中和、使其脫穩(wěn)，從而形成細(xì)小的顆粒，繼而絮凝為大而密實的礬花，并通過吸附架橋或網(wǎng)捕作用使脫穩(wěn)的膠體生成粒度較大的絮凝體，再通過沉淀與過濾進(jìn)行分離去除。而水中分子質(zhì)量較小、溶解度較大的有機(jī)物(主要是腐殖酸類中的富里酸等)在一般混凝條件下去除率很低，主要原因是由于其具有良好的親水性而不易被混凝劑的水解產(chǎn)物-金屬氫氧化物所吸附，有機(jī)物不但增加了膠體表面電荷，而且造成空間位阻效應(yīng)。而本發(fā)明通過改善混凝處理條件，即加入新的碳酸鈣和硅酸鈣混凝劑，改變絮凝的PH和用量，形成強(qiáng)化混凝條件，得到大量金屬氫氧化物，改善混凝劑水解產(chǎn)物的形態(tài)且使其正電荷密度上升，同時影響有機(jī)物離解度和改變水中有機(jī)物存在形態(tài)。有機(jī)物質(zhì)子化程度提高，電荷密度降低，進(jìn)而降低其溶解度及親水性，成為較易被吸附的形態(tài)。本方法處理污染物范圍廣，效果好，生產(chǎn)原料來源廣，成本低，性能穩(wěn)定，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染，有較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【具體實施方式】
[0009]為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限 于實施例表示的范圍。
[0010]實施例1:
[0011]改性聚硅酸微凝膠絮凝劑按以下方法制備:
[0012]在高速攪拌條件下，將二氧化硅濃度為2?丨％的硅酸鈉200kg，加入80ppm的二氧化硅粉末，在筒式攪拌裝置中劇烈攪拌，保持?jǐn)嚢柽^程中液體的雷諾數(shù)為10000，然后用20wt%重量百分比濃度的稀硫酸酸化至溶液pH為10，同時用在線粘度計測定該混合液的即時粘度為20mPa.S，即制備成聚硅酸微凝膠。
[0013]原水選用湖水，濁度為10-15NTU，pH為7.2，水溫14°C。將原水加入石灰乳，調(diào)節(jié)pH值在8.5，再經(jīng)過高速攪拌器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入污水比例為
0.05wt%，保持該混合液的即時粘度小于50mPa.S，保持pH值在8.5約2分鐘后，鼓入空氣或二氧化碳將PH值降至7.8，將污水放入沉降池或氣浮池分離出水和泥汁，泥汁經(jīng)濾布或真空吸濾機(jī)過濾。設(shè)定六聯(lián)混凝攪拌儀程序為:500rpm,0.5min ；300rpm, 2min ；200rpm,2min ；100rpm, 2min ；60rpm, IOmin0當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到500rpm,同步加藥,攪拌結(jié)束后靜置沉淀10分鐘。取上清液，測定其濁度。
[0014]取自來水廠常用的藥劑PAC和聚鋁鐵PFS與本發(fā)明中實施例產(chǎn)品作混凝性能對比。[0015]1、投加量對混凝效果的影響,如表1所示。
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水的處理方法，其特征在于:將給水原水加入石灰乳，再經(jīng)過高速攪拌器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，鼓入空氣或二氧化碳，采用碳酸鈣和硅酸鈣官能團(tuán)的集合體，對多種污染物絮凝聚集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水的處理方法，其特征在于:將給水原水加入石灰乳，調(diào)節(jié)PH值在8.0~8.5，再經(jīng)過高速攪拌器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入原水比例為0.01~0.05wt%,保持pH值在8.0~8.5約2分鐘后，鼓入空氣或二氧化碳將pH值降至7.5~7.8，將原水放入沉降池或氣浮池分離出水和泥汁，泥汁經(jīng)濾布或真空吸濾機(jī)過濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水的處理方法，其特征在于:聚硅酸微凝膠絮凝劑的制備過程中，二氧化硅濃度為5~15wt%，加入50~500ppm的二氧化硅粉末，將上述硅酸鈉溶液進(jìn)行劇烈攪拌，然后用10~30Wt%濃度的稀硫酸酸化至溶液pH為9~11。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水的處理方法，其特征在于:硅酸鈉溶液劇烈攪拌過程中，液體的雷諾數(shù)保持大于6000。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對城市水域及自來水廠給水原水進(jìn)行處理的方法，特別是用于低溫低濁度給水原水的處理方法，其特征在于:硅酸鈉溶液與硫酸的混合物，需用在線粘度計測定混合液的 即時粘度，使該混合液的即時粘度小于50mPa.S。
【文檔編號】C02F9/04GK103613227SQ201310681627
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】鄭春明, 孫曉紅, 陳佩佩, 朵志福, 鮑守民 申請人:天津工業(yè)大學(xué)