这篇工程师职称论文发表了一体化净水在农村饮水安全工程的应用，微絮凝一体化净水器有很多有点，很适合在农村做安全饮用水工程，论文对微絮凝净水设备构造和工艺原理以及适用条件进行了概述，并探讨了设备在花园水厂的应用。
摘要：主要阐述了微絮凝一体化净水工艺的设备构造、水处理工艺原理及其适用条件。结合安徽省东至县农村安全饮水工程花园水厂项目的具体情况，设计规模小、山区原水浊度低，考虑建设周期短、占地面积小、工程投资少等优点，选择微絮凝一体化净水器进行水处理，实现一体化净水，取得了较好的应用效果。
关键词：工程师职称论文,水处理,工艺原理,适用条件,应用
饮用水处理工艺一般是通过建设混凝、沉淀、过滤池等构筑物来进行水处理，微絮凝净水一体化是通过集成一体的凝聚、絮凝和过滤工艺，达到净水效果，其优点是减少了建筑占地面积、建设周期短、工程投资少，在农村山区饮水安全工程中应用较广。
1微絮凝净水设备构造
微絮凝一体化设备构造组成如图1所示。微絮凝净水一体化设备[3-4]主要通过集成一体的凝聚、絮凝和过滤工艺，达到净水效果。微絮凝净水器是微絮凝净水一体化净水工艺的核心，微絮凝净水器在外形上与一般的压力滤罐类似，由罐体、阀门、连接管道及仪表等组成。但罐体内采用了与一般压力罐不同的构造，由上滤板、凝聚层、絮凝层、过滤层与下滤板组成。进水管上安装管道混合器，以强化原水与絮凝剂的混合效果，促进其亚微扩散。过滤上下界面处安装有压力计，用于检测和判断含污量，便于反洗控制。检测仪表和阀门均同时考虑人工与自动观测和操作功能，以实现手动与自动互备的运行控制。
2微絮凝净水工艺原理
原水在经过管道投加絮凝剂后依次进入净水器的凝聚层、絮凝层和过滤层，历时10～15min，即可达到出水浊度1NTU以下的净水。2.1凝聚原水在投加絮凝剂后进入凝聚层，凝聚层为特殊材质，形状能使水流产生大量微小涡流，促进水中胶体杂质与絮凝剂颗粒相互碰撞，产生脱稳和凝聚，生成絮体。由于凝聚层中水流水力半径小(传统工艺为其数百倍)，水流剪力大，无法生成较大絮体，同时因为特殊的凝聚层材料表面光滑，不会吸附絮体，因而微小絮体能顺利通过凝聚层而进入絮凝层[5-6]。2.2絮凝絮凝层材料孔隙率大，表面粗糙，具有很强的吸附能力和含污能力。进入絮凝层的水流挟带大量微小絮体，当它们在水流紊动下接近絮凝层材料表面时，被吸附并与水流分离，被吸附的絮体颗粒又吸附水中絮体。当吸附层达到一定厚度，其吸附力不足以抵抗水流剪力时，达到吸附平衡，水中絮体向下层移动，继续在下层产生絮凝作用。2.3过滤过滤层采用石英砂材料[7-8]，絮凝初期主要依靠絮凝材料表面吸附水中细小絮体，与过滤机理相同。当絮凝材料表面吸附了絮体后，已经吸附的絮体进一步吸附水中絮体，使絮凝层达到较大含污量，因此微絮凝工艺能处理高浊度原水。过滤层起到水质保障作用，当絮凝剂投加量不当、胶体脱稳凝聚效果不佳或水中存在某些无法凝聚的杂质时，则会造成部分杂质无法在絮凝层絮凝而穿透，这些杂质由过滤层去除。例如，当投药量不当时，部分胶体无法脱稳，它们之间无法相互吸附絮凝，但滤料表面较强的吸附力则可以将它们去除。因此，过滤层也称为保护层，在运行时应控制使它不过量含污。
3微絮凝净水工艺适用条件
3.1原水浊度1000NTU以下当原水浊度很低时，微絮凝净水器的作用与直接过滤设备类似，浊度越低，出水质量越好，工作周期越长，反洗水浊度越低，絮凝剂耗量越少。当原水浊度较高时，微絮凝净水器仍能保证出水质量。经测试，当原水浊度为1000NTU时，在16m/h滤速下的工作周期约3.5h，按反洗强度25l/m2.s和每次反洗2min计算，反洗耗水量约为制水量的5%，与传统工艺自耗水量相当。如果水源只是因为暴雨造成短时间浊度偏高，即使浊度短时间内达到1000NTU以上，仍然可以采用高效微絮凝净水器，其出水质量仍可以保证，只是在短期内自耗水量会超过5%。
3.2低温低浊原水净化在传统水处理过程中，当原水温度较低时，水的粘性提高，造成水流紊动性降低，水流剪力提高。加之原水浊度低，杂质颗粒间平均距离大，不利于水中颗粒的碰撞反应脱稳，更不利于絮体的增大，所以影响净水效果。在微絮凝净水器中，其净水机理不需要生成大的絮体，细小的絮体就可以有效地去除，而且对于微絮凝净水器，絮凝材料颗粒就是大絮体，它们充满絮凝层，与杂质颗粒距离非常近，所以勿需增加絮凝剂，也能够保证净水效果，因此不会因低温低浊水影响净水效果。但当水温降低时，由于水流剪力加大，将影响絮凝层的吸附层厚度，降低含污能力，致使净水工作周期有所下降，自耗水量略有增加。
3.3原水流量的变化范围大当原水流量大范围变化时，传统工艺往往不能适应，因为当流量远小于设计值时，水的流速和紊动性降低，使絮凝效果大大降低，从而影响净水质量。而高效微絮凝净水器，因为微小涡流和高密度吸附作用，可以适应很小的原水流量。3.4含有一定有机物及其他有害物质的原水水源受有机物污染，常规水处理一般不易去除。在微絮凝净水器中絮凝层相当于高浓度絮体，有利于有机物的吸附和去除。另外高效率地去除胶体，同时也去除了被胶体吸附的有机物。当原水中含有一些不容易絮凝的有害物质，高效微絮凝净水器可以通过高密度吸附去除。
4微絮凝净水器在花园水厂的应用
4.1水厂概况东至县花园乡位于东至县城南约24km，国土面积249km2，森林覆盖率86%，总人口12224人，其中农业人口11781人。东南高山连绵，西北丘陵纵横，尧渡河上游支流分布全境。花园乡花园水厂为新建项目工程，设计规模600m3/d，解决饮水不安全人口9038人，涉及花园、新塘、合步、粟埠、南溪、祠村、胡村、双河、桃园等9个行政村的8719人和花园中学的319人。4.2微絮凝净水器的设计和应用花园水厂原水取自马坑河上游河水，马坑河水源水量充足，水质良好，属地面水Ⅰ～Ⅱ类，浊度1～3NTU，夏季短期内可达10～30NTU，仅需常规净水工艺即可满足净水要求。由于本工程原水浊度较小，絮凝、沉淀较为困难，采用平流沉淀池占地面积较大，为减小工程投资，结合微絮凝净水器适用条件，本工程采用SW-Ⅱ型高效组合式净水器进行水质净化。微絮凝净水器设计滤速为9.83m/h，共1台，单台设计处理能力为25m3/h。原水进入厂区，根据原水浊度的不同，混凝剂投加量在5～20mg/L范围，出水浊度一般为0.1～0.5NTU。经过微絮凝过滤的水投加二氧化氯消毒剂后进入清水池消毒，再通过二级水泵将消毒后的水送入用水点。2015年4月县疾病预防控制保健中心水质检测数据，出厂水浑浊度为0.23NTU。微絮凝净水器在花园水厂使用过程中，操作管理简便易于维护。采用自动化控制，一般不需人工操作。手动操作时，也只要控制几个阀门的开闭和絮凝剂投加量的调整等。目前运行稳定，维护工作量少。
作者：胡小亭 单位：安徽省东至县长江河道管理局
推荐期刊：《工业微生物》(双月刊)创刊于1971年，是由中国轻工业联合会主管、全国工业微生物信息中心和上海市工业微生物研究所主办的专业性科技期刊。
