沉淀池排泥水回流强化混凝工艺参数研究

净水厂的沉淀池、澄清池排泥水或滤池反冲洗废水等自用水量（排泥水）约占水厂总净水量的3%～7%[1]，这些排泥水中含有大量无机泥沙，若直接排放不仅会污染河流、影响生态环境，而且也是种水资源的浪费[2]。有研究表明，沉淀池排泥水中含有大量未充分发挥活性的絮凝剂[3-4]和金属氢氧化物胶体颗粒[5-6]，其Zeta电位为正值，而天然原水中的胶体颗粒的Zeta电位为负值，故沉淀池排泥水直接回用时能促进原水中的胶体颗粒脱稳，从而达到强化混凝[7]的效果。另外当沉淀池排泥水与原水混合时，能增加原水中胶体颗粒的浓度，提高碰撞效率，并且排泥水中大量的金属氢氧化物沉淀就会形成大量的胶体凝聚核心，就能在较少投药量的情况下产生网铺卷扫的混凝效果，对于低温低浊水处理有较好的效果[8]。沉淀池排泥水回流工艺不仅能提高水质处理效果，还能节省净水厂的自用水量，避免排泥水排放污染环境，具有较好的社会效益。目前，国内已有不少对排泥水回流工艺的研究。徐勇鹏[9]采用中试实验模型，研究东北地区夏冬两季连续回流净水厂生产废水14 d的水质变化规律。结果表明，与不回流相比，回流工艺可以有效提高污染物的去除，夏季沉淀池污泥和反冲洗水最佳回流比分别为4%和6%，冬季为2%和6%。排泥水工艺参数的控制主要在于混凝剂投药量、排泥水浊度及回流比，但文献多数关于三者对排泥水回流工艺的影响只是采用单因素控制变量来得出回流工艺的最佳工况，忽略了三个因素之间的动态影响。故通过烧杯混凝试验研究混凝剂投药量、排泥水浊度、回流比对排泥水回流工艺强化混凝效果的影响，并得出三个因素最佳工况的取值范围，利用正交试验得出沉淀池排泥水回流工艺的最佳工况。

1　材料与方法

1.1　仪器及材料

程控混凝实验搅拌仪，TA6型；电子天平，AL204型；浊度仪，TDT-2型；聚合氯化铝（PAC）：Al2O3的质量分数为28%，配置质量浓度10 g/L；蒸馏水等。

1.2　原水及沉淀池排泥水的来源

实验中的原水为华东交通大学内孔目湖湖泊水，浊度为（10±1）NTU，温度为25℃，pH为6.75，CODMn为5.66 mg/L，沉淀池排泥水取自混凝沉淀水处理中试装置。

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1.3　实验装置

混凝沉淀水处理中试装置主要由折板絮凝池和斜板沉淀池组成，折板絮凝池内设置了三段折板，第一段为异波折板；第二段为同波折板；第三段为平行直板，折板絮凝池的外形尺寸为D×W×H=1 200 mm×750 mm×2 450 mm。斜板沉淀池的外形尺寸为D×W×H=1 910 mm×1 200 mm×2 450 mm，斜板长度为900 mm，倾斜角度为60°，折板絮凝池与斜板沉淀池之间通过200 mm的软管连接。处理水量为6 m3/h，原水为孔目湖湖水，取沉淀池排泥水进行混凝沉淀烧杯试验。

2　结果与讨论

2.1　中试装置启动

在沉淀池排泥水浊度为16 NTU下，分别在5组1 L的烧杯中加入0，20，60，100 mL和150 mL排泥水，设置回流比分别为0%，2%，6%，10%和15%的混合水样进行混凝沉淀烧杯试验，投药量为25 mg/L。搅拌器的转速和静置时间的设置依据絮凝沉淀水处理装置的GT值和沉淀时间，快速搅拌阶段，转速320 r/min，持续时间30 s；快速絮凝阶段，转速160 r/min，持续时间7 min；慢速搅拌阶段，转速80 r/min，持续时间8 min，静置沉淀时间15 min。试验结果如图2所示。

  

图1　混凝沉淀水处理中试装置示意图Fig.1　Coagulation precipitation water treatment pilot plant

中试装置处理水量为6 m3/h，采用聚合氯化铝（PAC）作为絮凝剂，在满足沉淀池出水浊度小于2.5 NTU的前提下，PAC最佳投药量为30 mg/L。斜管沉淀池产生的污泥通过穿孔排泥管收集再回收至圆柱形储泥罐中，排泥周期为24 h。在圆柱形储泥罐离地50，100和150 cm的高度位置设置出水阀门，便于取不同浓度的沉淀池排泥水。

2.2　回流比对回流工艺的影响

混凝沉淀水处理中试装置如图1所示，中试装置由潜水泵、折板絮凝池、加药泵、斜管沉淀池和储泥罐等组成。

  

图2　排泥水回流比对剩余浊度的影响Fig.2　The effect of sludge discharge rate on residual turbidity

由图2可知，随着回流比的增加，混凝沉淀后的剩余浊度先降低后增加，在回流比为6%时，剩余浊度达到最低值；在回流比为2%，6%和10%时，水样的剩余浊度比无回流时低，出水水质提高；而回流比为15%时，水样混凝沉淀后的剩余浊度高于无回流时的剩余浊度，出水水质恶化。这表明，适当回流沉淀池排泥水能强化混凝效果，降低沉淀池出水浊度。原因是这时沉淀池排泥水中未充分发挥活性的絮凝剂和金属氢氧化物胶体颗粒与原水中的胶体颗粒发生静电吸附和电性中和作用，使其脱稳从而提高了碰撞的效率，促进混凝效果；同时回流污泥里面含有链状结构的多核羟基聚合物，可以发挥吸附架桥功能，同样强化了混凝作用[9]。随着回流比的增加，反而出现剩余浊度升高。这是因为回流比过高时，原水中的胶体颗粒因为吸附了过多的带正电荷而重新稳定，排泥水回流反而影响了原水中胶体的去除。从图中可以看出，回流比在2%～10%之间能降低出水浊度，强化混凝效果。

英语新闻中很多新词的创造是基于隐喻之上的，与此同时，隐喻为很多原有词汇披上了一层面纱，赋予其新的意义。

2.3　排泥水浊度对回流工艺的影响

现行海岛垃圾外运处理成本高，海路运至珠海费用高达2 000元/t，镇政府每年支付压缩类垃圾的运费就要花费约190万元。就地焚烧，焚烧尾气排放不达标，污染海岛环境；生活垃圾经简单分类投入焚烧炉中，未经干燥的垃圾含水率高，燃烧过程不稳定，燃烧温度低；当燃烧温度低于800℃，烟气在氧气、烯烃、氯条件下易于产生二恶英等剧毒物质［12］。焚烧站刺鼻的烟气随海风传播，扩散半径可达500 m，常年在垃圾站的工作人员和附近居民的健康都会受到影响。

  

图3　排泥水浊度对剩余浊度的影响Fig.3　The effect of turbidity of sludge on the residual turbidity

从图 3可知，排泥水浊度为 16，40 NTU时，回流沉淀池排泥水能降低沉淀后的剩余浊度；当排泥水浊度为73，114 NTU时，回流沉淀池排泥水反而使混凝沉淀后的剩余浊度升高。当回流的排泥水浊度过高时，此时排泥水中能起到混凝作用的有效成分减少，无机颗粒浓度增加，过多的回流污泥将会抵消它对原水起到的絮凝作用甚至加剧出水浊度，故排泥水浊度过高时会引起出水浊度升高。从图中可以看出排泥水浊度在16～40 NTU时，回流沉淀池排泥水有利于强化混凝效果，提高出水水质。

2.4　投药量对于回流工艺的影响

选取排泥水浊度为16 NTU，回流比为6%，投药量分别设置为 15，20，25，30，35，40 mg/L 进行烧杯混凝试验，另进行一组无回流，投药量梯度相同的烧杯混凝试验作为对比试验。试验结果如图4所示。

  

图4　投药量对剩余浊度的影响Fig.4　The effect of dosage on residual turbidity

从试验结果可知，在投药量低于30 mg/L时，回流沉淀池排泥水能有效促进混凝效果，降低出水浊度，且在投药量越低时促进混凝的效果越明显；当投药量高于30 mg/L时，将沉淀池排泥水回流至原水没有起到强化混凝的作用，反而使出水浊度升高。这是由于投药量较低时，沉淀池排泥水中剩余的絮凝剂和金属氢氧化物絮体发挥了絮凝剂的作用，提高了混凝效果。随着投药量的增加，已经脱稳的胶体会因吸附过多正电荷而重新稳定，导致絮凝效果变差，出水浊度升高。

在PAC投药量为15～30 mg/L，沉淀池排泥水浊度为16～40 NTU，回流比为2%～10%之间，沉淀池排泥水工艺能促进水中胶体絮凝，强化混凝效果，提高出水水质，并且其最优工况条件为：排泥水回流比=6%，PAC投药量=25 mg/L，排泥水浊度=30 NTU。

2.5　正交试验

选定混凝剂投药量、回流排泥水浊度以及回流比为试验控制因素，采用3因素3水平进行正交试验分析。根据上述试验结果，选定混凝剂投药量的水平分别为20，25，30 mg/L；选定回流排泥水浊度的水平分别为16，30，40 NTU；选定回流比的水平分别为2%，6%，10%。正交试验结果下表1所示。

 

表1　正交试验结果表Tab.1　The result of orthogonal test

  

注：K为各因素不同水平下对应浊度去除率的的平均值；极差R为各因素最大K值与最小K值之差

 

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今人读荀子《劝学》，最喜欢讲的是：“青，取之于蓝，而青于蓝；冰，水为之，而寒于水”，总是梦想超过老师，却很少提及同文中的“不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也；不闻先王之遗言，不知学问之大也”之句，其实荀子早就预见到后辈学生的骄狂。

3　结论

综上所述，排泥水浊度、回流比和投药量都对排泥水回流工艺有较大的影响，这三个因素的取值都在适当的范围内时，排泥水回流工艺才会对混凝效果产生正面的影响。

参考文献：

除原水对比参照组试验外，另设置回流比为2%，排泥水浊度分别为16，40，73和114 NTU的4组水样进行混凝烧杯试验，投药量为25 mg/L，搅拌器的转速和静置时间同上。试验结果如图3所示。

回流排泥水时的最佳PAC投药量为25 mg/L，比无回流时最佳投药量35 mg/L，节省投药量28.6%。在低投药量时，采用沉淀池排泥水回流工艺，不仅处理效果较好，而且还能减少混凝剂的用量和排泥水的排放，从而降低生产成本，具有较高的经济效益和社会效益。

根据基础地理信息要素分类代码标准、国家基本比例尺地形图图式（1∶500 1∶1 000 1∶2 000）、国家西部测图工程、1∶50 000数据库更新、地理国情普查、海岛礁测绘（1∶1 000 1∶2 000）项目以及各调研生产单位或用户的意见，新增要素共68个，具体新增要素的统计见表1。

[1]向平，蒋绍阶.给水厂排泥水处理回用的若干问题[J].土木建筑与环境工程，2004，26（4）：70-72.

[2]童祯恭，童承乾，冯治华，等.净水厂排泥水及其污泥的处置[J].华东交通大学学报，2015（1）：131-136.

[3]NAIR A T，AHAMMED M M.The reuse of water treatment sludge as a coagulant for posttreatment of UASB reactor treating urban wastewater[J].Journal of Cleaner Production，2015，96：272-281.

从正交试验结果表中极差R的大小可以判断出各因素的主次性，极差R越大对试验结果的影响越大，故3个因素对出水浊度去除率的影响程度的大小为：排泥水回流比＞PAC投药量＞排泥水浊度。试验中各因素中K2的值最高，所以可以得出出水浊度最低时，回流沉淀池排泥水工况为：排泥水回流比=6%，PAC投药量=25 mg/L，排泥水浊度=30 NTU。

[4]JANGKORN S，KUHAKAEW S，THEANTANOO S，et al.Evaluation of reusing alum sludge for the coagulation of industrial wastewater containing mixed anionic surfactants[J].Journal ofEnvironmental Sciences，2011，23（4）：587-94.

高速公路施工需要资金投入相对较高、施工线路较长、同一时间施工单位较多。这些特点有利于管理工作的分化。管理工作可以根据工程情况进行合理分段，并提高相关监理单位的权限。通过加大项目单位与、监理部门的权限，充分发挥二者的监督作用。首先，项目单位与监理单位认为不合格的施工操作，施工单位必须及时纠正，项目单位、监理单位认为专业技术不达标的工作人员必须及时予以更换。精简管理机构，提高机构的管理效率，明确各机构成员间的职责划分，并将其纳入绩效考核系统。确保管理机构内部人员工作的效率性。

[5]KEELEY J，JARVIS P，JUDD S J.Coagulant Recovery from Water Treatment Residuals:A Review of Applicable Technologies[J].Critical Reviews in Environmental Science and Technology，2014，44（24）：2675-2719.

[6]YU W，GREGORY J，CAMPOS L C.Breakage and re-growth of flocs:effect of additional doses of coagulant species[J].Water Research，2011，45（20）：6718-24.

《了不起的盖茨比》是被誉为爵士乐时代的“编年史家”和“桂冠诗人”的美国作家司各特·菲茨杰拉德的杰作，反映了美国社会转型期普遍存在的精神生态危机问题。深刻理解菲茨杰拉德对社会转型期出现的意识形态领域问题的思考及他对消费主义文化价值观所持的批判态度，对解决我国当今社会转型期存在的诸多精神生态危机问题具有一定的指导意义。

靶的顶杆用康铜制成T型，上部园盘半径2cm、长约30cm，下部顶在弹璜上、顶杆套在一钢筒内。园盘上放置半径2cm，厚度0.001cm的固体DLi靶材料。

[7]童祯恭.给水处理工程中的强化混凝技术[J].华东交通大学学报，2004，21（1）：12-16.

[8]GOTTFRIED A，SHEPARD A D，HARDIMAN K，et al.Impact of recycling filter backwash water on organic removal in coagulation-sedimentation processes[J].Water Research，2008，42（18）：4683-91.

[9]徐勇鹏，朱世俊，崔福义.连续回流生产废水对净水厂出水水质影响的中试研究[J].哈尔滨工业大学学报，2016，48（8）：55-60.

[10]朱艳旭，李孟，包宇飞，等.沉淀池污泥回流强化低浊水处理研究[J].水处理技术，2016（5）：124-127.