自來水廠氣浮除藻的問題和對策
摘 要：隨著富營養(yǎng)化水域面積的大幅度擴(kuò)大和程度的加重,，藻類已日益成為以地表緩流水域(如湖泊)為水源的自來水廠深為頭疼的問題。長期的研究和工程實(shí)踐表明,，氣浮是一種比較好的除藻工藝,。從70年代末開始,，氣浮除藻工藝在全國范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在實(shí)踐過程中,，也反映出一些問題,。本文主要針對這些問題予以總結(jié)，分析其產(chǎn)生原因,，并力圖找出切實(shí)可行的解決辦法,。
隨著富營養(yǎng)化水域面積的大幅度擴(kuò)大和程度的加重，藻類已日益成為以地表緩流水域(如湖泊)為水源的自來水廠深為頭疼的問題,。長期的研究和工程實(shí)踐表明,，氣浮是一種比較好的除藻工藝。從70年代末開始,，氣浮除藻工藝在全國范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用,，但是在實(shí)踐過程中，也反映出一些問題,。本文主要針對這些問題予以總結(jié),，分析其產(chǎn)生原因，并力圖找出切實(shí)可行的解決辦法,。
1氣浮系統(tǒng)對高濁度去除效率不高
這個問題主要是以下一些原因造成的,。
(1)氣浮加藥量可以比常規(guī)沉淀的加藥量小很多(如在南方地區(qū)，用于高藻水除藻時,，礬耗一般可減少6mg/L～10mg/L),，因此在原水濁度變化較大時抗這種變化的能力較小。對這種情況,，要求在濁度變化較大時,，相應(yīng)改變加藥量。
(2)氣浮除藻溶氣回流比一般取為5%～8%(也有些取到12%),，但是當(dāng)原水濁度增加較多時,，這個回流比顯然不夠(固體量增加時要求氣量相應(yīng)增加，即回流比增加),。相應(yīng)的解決辦法是：在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮到這種變化,，并且在設(shè)備上作出安排，而在實(shí)際操作時,，應(yīng)根據(jù)濁度變化對溶氣水回流比作出相應(yīng)的調(diào)整,。當(dāng)然這種做法要增加一定的投資。
(3)在一些水廠,，在氣浮前沒有設(shè)置反應(yīng)池,，或者絮凝條件不佳，造成氣浮效果受影響。一般來說,，氣浮對絮凝要求較低,，但還是有一定的要求，特別在高濁度條件下,。
(4)一般水廠在氣浮前都沒有沉砂池,，在高濁度條件(一般是洪水或風(fēng)浪大時)下，進(jìn)水中一些較大的泥砂顆粒比重較大,，不易被氣浮浮起,。在這種情況下，氣浮池下應(yīng)設(shè)置一定的沉淀區(qū),。
2氣浮除藻效率很難達(dá)到90%以上
在高藻期,，氣浮出水中剩余的藻類含量仍很高，仍會對過濾形成障礙,。氣浮在污水處理中一般都可達(dá)到一個很高的SS去除效率,，如在造紙白水中，經(jīng)?？蛇_(dá)到95%,，甚至99.5%以上，但在除藻中卻很難做到,。問題在以下幾個方面：
(1)氣浮對顆粒物的去除效率與顆粒物的表面性質(zhì)有關(guān)。某些種類的藻類和氣泡親和力很小,，不易和氣泡黏附,。解決的辦法是投加適當(dāng)?shù)男跄齽淖兤浔砻嫘再|(zhì),。
(2)去除效率和絮凝條件也有關(guān),。絮凝不好，必然在水中存在大量的細(xì)小藻類,，很難為微細(xì)氣泡顆粒捕集而去除,。
(3)去除效率還和溶氣水和原水的混合接觸條件有關(guān)。如果混合接觸不好,，則有一些藻類將失去和氣泡的接觸黏附機(jī)會,。
(4)去除效率和氣浮分離區(qū)表面負(fù)荷也有關(guān)。從理論上說,，表面負(fù)荷越高,，則去除效率越低。所以,，要達(dá)到一定的去除率,，必然要保證一定的分離表面積。合適的表面負(fù)荷為6m3/(m2d),。但是,，在有些情況(如和濾池共建)下,，表面負(fù)荷受濾池濾速控制而往往很高，在這種情況下,，表面負(fù)荷也應(yīng)盡量控制在9m3/(m2d)以下,。
(5)去除效率還和刮渣方式及刮渣條件有關(guān)。浮渣要及時刮除,，否則,，浮渣中藻渣和氣泡會逐漸分離而導(dǎo)致藻渣下沉。一般來說,，刮渣間隔越長,，浮渣分解、絮體下沉的可能性越大,。當(dāng)然,，實(shí)際應(yīng)用中不可能立即刮除浮渣，(刮渣過頻,，還會使浮渣含水率提高而增加藻渣處理難度),，甚至在很多場合(如結(jié)合濾池建造的情況下)，還很難設(shè)置刮渣機(jī),，或者刮渣機(jī)運(yùn)行方式受其它因素控制(如在移動罩濾池中),。在有條件的情況下，應(yīng)盡量設(shè)置可單獨(dú)控制運(yùn)行的刮渣機(jī),。此外,，刮渣機(jī)的運(yùn)行速度和刮渣機(jī)刮板的結(jié)構(gòu)也很關(guān)鍵，其中心點(diǎn)是要盡量減少對浮渣的擾動,。
3氣浮除藻的電耗和運(yùn)行費(fèi)用較高
長期以來,，人們總認(rèn)為：氣浮比沉淀運(yùn)行費(fèi)用高。這種看法可能對污水處理合適,，但對一個設(shè)計和裝備良好的氣浮除藻設(shè)施,，卻未必正確。經(jīng)過研究和實(shí)踐,，現(xiàn)在氣浮除藻系統(tǒng)中溶氣罐的工作壓力一般取為3×105Pa～3.5×105 Pa,，低濁度情況下，一般回流比取為7%左右即可,。在這種情況下,，如果以一個2萬m3/d規(guī)模的水廠考慮，回流水泵(以IS泵為例)的功率在11kW,，相應(yīng)引起運(yùn)行費(fèi)用的增加不到0.01 元/m3,。
而應(yīng)用氣浮除藻后，可相應(yīng)大幅度降低礬耗，降低或取消原來的預(yù)加氯量,，延長濾池沖洗周期(增加產(chǎn)水量),，并減少水廠自用水量。所以,，總的來說,，增加氣浮除藻系統(tǒng)后，在制水成本上可與原來持平或有所節(jié)省,。
4藻渣較難處理濕藻渣的含水率約為97%,。所以每天產(chǎn)生的濕藻渣量很可觀。有些水廠將其隨便棄置在廠外,，臭味很大,，影響環(huán)境衛(wèi)生；有些水廠則干脆將其回流入湖泊,，但這樣做的后果是形成了一個藻類循環(huán),，增加了湖泊的含藻量，并且可能使藻類產(chǎn)生一定的耐藥性,，增加了今后藻類處理的難度,。
在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，藻渣用板框?yàn)V機(jī)脫水效果較好,。脫水前要投藥處理,，一般藥劑用石灰加三氯化鐵或石灰加聚鋁，相對而言,，后者脫水后的濾餅含水率較低(約為78%),。
藻渣的最終出路一般是制沼氣、制磚或制肥,。但目前三種做法都有一定的問題，有關(guān)這方面的研究應(yīng)引起進(jìn)一步的重視,。
5釋放器容易堵塞
目前氣浮除藻常用的溶氣釋放器,，包括早期的TS系列，后來的TJ系列,，以及TV系列等,。在使用過程中，水廠反應(yīng)釋放器有堵塞現(xiàn)象,。但是三種釋放器堵塞的原因有所不同,。TS系列釋放器形成堵塞主要是由于釋放器本身的原因，TV釋放器則主要是由于使用和維護(hù)不當(dāng),，而TJ釋放器的堵塞則兼有這兩種原因,。
TS系列釋放器內(nèi)部壓力釋放機(jī)構(gòu)是一種固定或半固定式，而且間隙很小，一旦溶氣水中有較大的顆粒物質(zhì),，就容易將其堵塞,。而一般溶氣水中很難避免一些顆粒物的存在。
TV系列釋放器在研制時就考慮了抗堵要求,，所以其內(nèi)部壓力釋放機(jī)構(gòu)可調(diào)整間隙大小,，正常使用時保持一種小的間隙，而一旦有顆粒堵塞,，可通過外加壓力(壓縮空氣的壓力)將間隙調(diào)大(下文稱為反沖洗),，從而將顆粒物質(zhì)排除。所以在正常使用中,，應(yīng)該可以避免堵塞問題,。實(shí)際使用中造成的堵塞，大多是由于使用和維護(hù)不當(dāng)造成,。
TV釋放器要求"每個釋放器有一個單獨(dú)的反沖洗用的支管,，并且有一組閥門(兩個)可單獨(dú)控制其工作狀態(tài)"，以便對單個釋放器進(jìn)行反沖洗,。但有些用戶往往將多個釋放器用一個閥門控制其反沖洗,，由于每個釋放器的反沖洗阻力會有所不同，這樣,，就造成了相互的影響,，而導(dǎo)致有些釋放器沖洗不干凈而被堵塞。
另外,，由于氣浮系統(tǒng)一般一年中只在高藻期運(yùn)行,，使得管道和設(shè)備內(nèi)很容易生銹，而且在釋放器上也容易沉積污泥,。所以在每年運(yùn)行前,，最好將釋放器拆下，沖洗管道,，將溶氣系統(tǒng)內(nèi)部銹塊清洗干凈,。這種做法有時有一定的難度，比如遇到氣浮系統(tǒng)和沉淀池或?yàn)V池合建在一起,，不可能停止系統(tǒng)的運(yùn)行來拆裝釋放器,。這時可采取一種方便拆卸的安裝方式，其特點(diǎn)是每個釋放器有一根單獨(dú)的反沖洗管,，從池上接下,，而且采用軟性耐壓橡膠管，同時,，釋放器連接的溶氣水管上裝設(shè)一個活接頭,。這樣,，操作人員在水池上，旋開活接頭,，即可將釋放器連同溶氣水支管一起提起,，而根本不必停止系統(tǒng)運(yùn)行。當(dāng)然,，如果管道和溶氣罐內(nèi)壁防腐較好,，則可免除這些麻煩。
由此可見,，只要應(yīng)用得當(dāng),，TV釋放器可較好地避免堵塞。
6溶器罐水位和壓力的平衡問題
溶氣罐內(nèi)的溶氣過程是一個動態(tài)平衡,，溫度,、壓力、水質(zhì)等因素的變化,，都容易引起這種平衡的移動,。如何調(diào)節(jié)溶氣罐內(nèi)的壓力和水位，曾經(jīng)是一個問題：往往溶氣罐內(nèi)一會全是水,，一會又全是氣,。 現(xiàn)在則可以通過一些比較簡單的自動控制部件 解決這個問題。其原理一般有兩種,，即控制進(jìn)氣量和控制進(jìn)水量,，在應(yīng)用中更多使用前一種方法，具體而言即通過溶氣罐內(nèi)液位來控制進(jìn)氣量,。
7溶氣罐和管道內(nèi)壁容易腐蝕
由于氣浮系統(tǒng)不是長期運(yùn)轉(zhuǎn),，一般僅在高藻期的三四個月內(nèi)使用，而其它時間一直空置,，溶氣罐和管道內(nèi)潮濕的環(huán)境很容易導(dǎo)致內(nèi)壁腐蝕,，降低系統(tǒng)壽命，并引起一些使用問題,。現(xiàn)在一般可通過在溶氣罐和管道內(nèi)壁涂塑來解決這個問題,。
8空氣壓縮機(jī)容易損壞氣浮系統(tǒng)中，空壓機(jī)一般啟閉頻繁,，因而比較容易損壞。解決這個問題,，首先在設(shè)計上選型要恰當(dāng),，供氣量和溶氣量要比較匹配，盡量設(shè)置儲氣罐,，以避免空壓機(jī)啟閉過于頻繁,；其次要加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng),。當(dāng)然選用的空壓機(jī)的質(zhì)量也很重要。
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