馬延生
河南省中原大化集團公司，河南　濮陽　457004

　　摘  要：黃河流域汛期水的濁度高，預處理難度大，采用回收部分生產廢水，利用其濁度低的特點，稀釋高濁度水，同時利用高濁度水中泥沙顆粒表面積大、吸附能力強的特點，降低廢水中有害物質，使水質水量滿足生產工藝需要，同時提高了預處理設施的產水效率。
　　關鍵詞：給水處理；高濁度水；生產廢水；預處理
　　中圖分類號：TU991.27
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009-2455(2000)05-0010-03

Problems Existing in the Pre-treatment of High-turbidity Water and Solutions
MA Yan-sheng

　　Abstract： The water in the Yellow River valley is highly turbid in flood seasons and its pre-tretment is more diffulcult.Efforts have been made to make both the quality and quantity of the water meet the requirements of the production process by recycling part of the wastewater from the production and taking advantage of its low turbidity to dilute the water with high turbidity.Meanwhile，thanks to the silt particles in the high-turbidity water， which are featured by large surface areas and strong adsorptive power，harmful matters in the wastewater were reduced.In addition，the water production efficiency of the pre-treatment facility has been improved.
　　key words：treatment of feed water；high-turbidity water；production wastewater；pre-treatment

概述

　　高濁度水的預處理技術，始終是設計、科研和現(xiàn)場生產管理人員研究的課題。特別是黃河流域，由于沿岸水土流失嚴重，每年汛期大量降雨，導致山洪暴發(fā)，使大量的泥沙帶入水體，造成中下游流域水的濁度突增，同時含泥沙量變化幅度大，有時達20～50 Kg/m³，短時間內可高達100kg/m³以上，給水的預處理工作帶來一定困難。如豫西某中型化肥廠，生產用水以河水為主，井水為輔，河水屬黃河系、南洛河中下游，因河水濁度高，設計采用加速澄清池兩級預處理方法，并設有刮泥裝置。一級為水力驅動加速澄清池，直徑20ｍ，單池產水量800m³／h，投加聚丙烯酰胺；二級為機械型加速澄清池，直徑16ｍ，單池產水量600m³／ｈ，投加三氯化鐵或聚合鋁混凝劑。據多年的運行情況看，當河水濁度小于50000mg/L時，水質水量還能滿足化工生產的需要，當河水濁度大于50000mg/L時，預處理就有困難，使生產用水供需矛盾突出，導致化工裝置被迫減產或停運，給工廠造成較大的經濟損失。研究解決這些河流汛期高濁度水預處理問題，有其重要意義。

1　高濁度水在預處理過程中存在的問題

1.1　高濁度水的特點
　　所謂高濁度水是指濁度高或泥沙含量大的原水。黃河是世界上泥沙含量最大的河流之一，形成河水渾濁的主要成份是黃土和細沙，其粒徑最大為0.0861mm，最小為0.0401mm，平均為0.0522mm，主要為粗分散顆粒(懸浮物)。
1.2　預處理過程中存在的問題
　　當水中泥沙含量高達一定程度時，它們在沉降過程中就會相互干擾，因為泥沙顆粒在沉降時，必然要排擠出同樣體積的水，這部分水被迫上升，顆粒擁擠下降的沉速隨著水中泥沙顆粒密度的增大而降低，當水中泥沙顆粒密度很大時，沉降就會受阻，水濁度達3000～5mg/L以上時屬于擁擠沉淀。
　　以加速澄清池為例，當河水濁度變化不大時，操作比較容易，根據河水濁度調整加藥量、處理水量、排污量。如河水濁度在8000～9000mg/L時，單池處理水量為800m³／h，出水濁度為40～60mg/L，平均加藥量為62.5kg/h（以80％聚丙烯酰胺計）。當河水濁度太高或上升幅度大時，操作就有困難。盡管加藥量增加了數倍或更多，但由于分離區(qū)的懸浮泥渣層偏高，使泥沙顆粒沉降速度受到影響，為降低泥沙顆粒密度，需加大排污量（一般采取連續(xù)排污），使產水量相應減少。因此加速澄清池的運行控制應保持處理水量、加藥量、排污量和產水量的動態(tài)平衡，一旦上述因素發(fā)生變化，即可造成翻池，使出水水質惡化。據統(tǒng)計某年７月份河水濁度達到或超過50000mg/L的有31h，大都因處理不下而被迫停運，影響生產。同時由于池底積泥沙太多，使刮泥設備負荷過重，常發(fā)生故障，被迫停運檢修。因此，高濁度水的預處理過程中存在的問題是：耗藥量大、產水量少、發(fā)生設備故障和水質故事多、水處理成本高，水質水量難以滿足化工生產的需要。

2　解決汛期生產用水辦法

　　針對高濁度水預處理的特點，如果能把水的濁度降低到一定程度（采用稀釋法），減少泥沙顆粒在沉降過程中的阻力和擁擠狀態(tài)，即可提高預處理設施的產水效率。在水資源緊缺的情況下，唯一的措施是利用生產廢水。從調查資料看氮肥廠排放的生產廢水，特別是一些中小型廠，具有排放量大、污染程度輕（大多是一次用水），稍加處理就可再回收利用。如從某化肥廠排污總口取樣分析，在正常情況下，水中含懸浮物為250mg/L左右，可利用其濁度低的特點，把高濁度水稀釋，降低河水中的泥沙含量。同時生產廢水中的有害物質，可利用高濁度水泥沙顆粒表面積大、吸附能力強的特點去除，有些有害物質隨著稀釋而降低。從環(huán)境監(jiān)測部門對生產廢水的監(jiān)測數據看，以煤為原料的氮肥廠排放的生產廢水，其污染成份主要是氨氮、氰化物、硫化物超標，按國家生產廢水排放控制標準為二類污染物，如果將高濁度水與生產廢水混合處理（以下簡稱混合處理水），水質水量能否滿足化工生產工藝的要求，還有待進行試驗與研究。

3　混合處理試驗

3.1　試驗用水
　　為了使試驗數據具有代表性，高濁度水的配置選用洛河邊的淤泥，溶入自來水中，進行攪拌待混合均勻后，稍加沉淀，去除大的沙粒，取樣監(jiān)測其濁度。濁度測試方法，采用比重瓶天平稱重法。稀釋水為氮肥廠排放的生產廢水，稀釋水量占總容積的50％。處理后的水質按照常規(guī)水質分析方法監(jiān)測。
3.2　高濁度水沉降試驗
　　將配置好的高濁度水分別倒入4個1000mL量筒內，1#水樣不稀釋，其余3個水樣均用不同量的生產廢水稀釋，分別測其濁度，然后投加混凝劑聚丙烯酰胺，攪拌5min，靜止沉淀，觀察泥沙沉降比與產水率。

　　從表1可見，當水的渾濁度高時，不但耗藥量大，而且泥沙顆粒沉降速度慢、產水量少，稀釋后，隨著水中泥沙含量的降低，使沉降速度明顯加快、產水率相應提高。
　　另外，在后來的試驗過程中，在水質和試驗條件相同的情況下發(fā)現(xiàn)，當投加三氯化鐵或聚合鋁混凝劑時，用生產廢水稀釋的水樣，形成的礬花大、沉降速度快。這可能與水的pH值偏高有關，因為氮肥廠排放的生產廢水中含氨，使水的pH偏高，可起到助凝作用。由于投加的混凝劑是強酸弱堿的鹽，會使水的pH降低，對混凝不利，如把水中的ｐＨ提高到適當的范圍（如pH7～8）即可提高混凝效果。這個試驗結果表明，高濁度水與生產廢水混合處理，不但可以提高產水率，而且還可以起到助凝效果，減少混凝劑的投加量，降低水處理成本。
3.3　混合處理水中的污染物
　　生產廢水中含有氨、氰化物、硫化物，為了研究混合處理對生產廢水中主要污染物的去除效果，特從含量最高的造氣工段洗氣塔下取樣。進行混合處理試驗，結果見表2。從表２知氰化物和硫化物去除率高達80％以上，其機理除稀釋和泥沙顆粒的吸附因素外，氰化物的去除還與揮發(fā)有關。

　　廠生產廢水排污總口處水中的氰化物含量為2.4mg/L左右，經上述方法處理后，水質均能達到小于0.5mg/L廢水排放控制指標，作為生產用水不受影響。

　　從表3測試數據可見，混合處理水水質可達到當地自然水質(河水、深井水)指標。

4　結論

　　① 高濁度水與生產廢水混合處理，是根據兩種水質的特點、性質相互利用，改善水質，提高產水率，緩解生產用水供需矛盾的有效辦法。試驗與水質監(jiān)測結果表明，水質水量能夠滿足化工生產用水需要。
　　② 在水資源日趨緊缺的情況下，把生產廢水作為再用水源，使水資源循環(huán)利用，不需增加預處理設施，即可發(fā)揮良好的生產效益、經濟效益和環(huán)境效益。