張智斌 劉鳳 于子涵

摘 要：主要介紹了焦家金礦井下水處理工程運行以來由于進水濁度過高引發(fā)的相關(guān)問題，確定增加預(yù)處理系統(tǒng)；通過實驗分析，結(jié)合水質(zhì)情況，進行預(yù)處理系統(tǒng)工藝選擇及設(shè)計。

關(guān)鍵詞：預(yù)處理；高濁度；絮凝沉淀；多介質(zhì)過濾；工藝

焦家金礦井下水處理工程針對望兒山井下水氯鹽含量高、總硬度高等特點進行研究建設(shè)，該系統(tǒng)主要由外置柱式超濾（UF）系統(tǒng)、反滲透（RO）系統(tǒng)組成。日產(chǎn)凈水量可達到1800m?。自運行以來，產(chǎn)品水水質(zhì)良好，各主要指標(biāo)均達到國家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準。主要供給礦區(qū)日常洗浴、鍋爐及空壓機用水，并計劃逐步替代自來水對全礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水供應(yīng)。為井下水在礦區(qū)內(nèi)部循環(huán)利用與資源化，增加礦區(qū)可用水量開辟了一條新途徑，是我礦節(jié)能降耗的又一重大舉措。

一、存在的問題及增加預(yù)處理系統(tǒng)的必要性

（一）存在問題。運行以來，系統(tǒng)前端自清洗過濾器頻繁堵塞，一般一周左右需要停機清洗，影響正常供水。UF系統(tǒng)產(chǎn)水量不斷下降，運行三個月后，兩臺系統(tǒng)產(chǎn)水量不足80m?/h，比初始值下降20%左右，超濾膜出現(xiàn)堵塞，進行停機維護。

（二）原因分析：選取不同時段，不同位置取水下2.5m處水樣進行濁度檢測，原水經(jīng)前期水池沉淀后，仍然存在大量雜質(zhì)，造成系統(tǒng)進水濁度過高（濁度值達到8—18NTU之間），超出允許值。

（三）增加預(yù)處理系統(tǒng)必要性：1、進水濁度過高，自清洗過濾器堵塞需停機清洗，花費人機成本高，且影響正常供水；長期過濾高濁度原水，超濾膜易污堵，若在此狀態(tài)下設(shè)備長時間運行，將會導(dǎo)致污堵無法通過化學(xué)清洗恢復(fù)膜通量，造成超濾膜的損壞；2、水池各液位濁度變化不大，采用抬高供水位置方法無法取得較好的效果。

綜上分析，系統(tǒng)前端需要增加可靠的預(yù)處理系統(tǒng)，避免高濁度原水直接進入超濾系統(tǒng)。

二、預(yù)處理系統(tǒng)工藝選擇設(shè)計

經(jīng)過現(xiàn)場分析，確認污染物質(zhì)主要為膠體雜質(zhì)，必須投加藥劑使其脫穩(wěn)，才能沉淀下來。采用水處理常規(guī)工藝混凝沉淀+過濾作為預(yù)處理系統(tǒng)。

（一）藥劑實驗研究

1、實驗藥品種類及配比。30%聚合氯化鋁（PAC），稱重2.5g，加入250mL水，配成1%藥液待用；26%聚合氯化鋁，稱重2.5g，加入250mL水，配成1%藥液待用；聚合硫酸鐵（FPS） ，稱重2.5g，加入250mL水，配成1%藥液待用；2000萬分子量聚丙烯酰胺（PAM），稱重0.5g，加入500mL水，配成0.1%藥液待用。

2、實驗步驟及數(shù)據(jù)。原水濁度測試6次，分別為9.45NTU、12.15NTU、14NTU、9.85NTU、12.43NTU、8.95NTU。

A）取1升原水，投加6mLFPS（60mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測試濁度為28NTU；再投加2mLPAM（2mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測試濁度為7.91NTU；再靜止30分鐘，測試濁度為5.66NTU。沉淀后燒杯中水顏色發(fā)黃。

B）取1升原水，投加2mLPAM（2mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測試濁度為10.08NTU；再靜止60分鐘，測試濁度為8.83NTU。

C）取1升原水，投加3mL30%PAC（50mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測試濁度為13NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌1分鐘，靜止5分鐘，測試濁度為3.9NTU；再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌1分鐘，靜止10分鐘，測試濁度為1.96NTU；

D）取1升原水，投加3mL30%PAC（30mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌10分鐘，靜止10分鐘，測試濁度為9.03NTU；

E）取1升原水，投加5mL30%PAC（50mg/L），再投加1mLPAM（1mg/L），攪拌10分鐘，靜止10分鐘，測試濁度為2.06NTU；再靜止5分鐘，測試濁度為1.65NTU；

3、實驗結(jié)論

單獨投加PAC或者PAM效果不好；投加FPS和PAM出水濁度不佳，并且有色度產(chǎn)生。較佳的配置是同時投加PAC50mg/L、PAM1mg/L，經(jīng)過10分鐘攪拌和15分鐘沉淀，出水濁度可達1.65NTU，能夠滿足要求。

混凝沉淀能夠去除大部分水中的膠體物質(zhì)，但是出水仍然有些許顆粒物，如果增加多介質(zhì)過濾效果更佳。

（二）水處理總體總體工藝簡述

機械攪拌絮凝池：機械攪拌絮凝池是利用機械攪拌器的旋轉(zhuǎn)，增大絮凝體的碰撞機率，提高絮凝效率。

斜管沉淀池：是指在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有斜管的沉淀池。利用了層流原理，提高了沉淀池的處理能力；增加了沉淀池的沉淀面積，從而提高了處理效率。

多介質(zhì)過濾器：內(nèi)裝優(yōu)質(zhì)石英砂、無煙煤，顆粒均勻，強度高，運行穩(wěn)定。能有效截留更多的懸浮物、膠體等雜質(zhì)在過濾器中。

三、結(jié)論

混凝沉淀多介質(zhì)過濾是集反應(yīng)、沉淀、多介質(zhì)過濾于一體的高效凈水系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，操作管理方便，凈化效果好，性能長期穩(wěn)定可靠。該工藝適用于原水濁度范圍寬、水質(zhì)變化大的原水預(yù)處理。