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摘要：天津汉沽水厂二期扩建工程设计规模5万吨/日，采用机械混合+上向流炭吸附澄清池+V型滤池为主体的给水处理工艺。加药系统采用三氯化铁+聚合氯化铝联用做混凝剂，PAM做助凝剂，浓硫酸+氢氧化钠做PH调节剂的形式。通过合理的药剂投加使水厂出水达标。
关键词三氯化铁聚合氯化铝PAMPH调节剂
Dosing process design on expansion project of Hangu DWTP in Tianjin
Zhang Jinghua, Zang Xiaogang, Liu Chao, Li Yue
Abstract: The scale of expansion project of Hangu DWTP is 50,000m3/d, it choose “PULSAZUR+V filter” as the main water treatment process. Dosing system uses Ferric chloride and PAC associated with doing coagulant, PAM to do coagulant aid, Concentrated sulfuric acid + sodium hydroxide to do PH regulator. Through reasonable Pharmacy dosing, the outlet water quality meets the demand of Standards for Drinking water Quality.
Keywords: Ferric chloride; PAC; PAM; PH adjusting agent
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
项目简介
天津汉沽水厂二期扩建工程设计规模5万吨/日，出厂水水质应执行建设部《城市供水水质标准》（CJ/T 206-2005），同时满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，并对出厂水部分指标提出如下具体要求：
（1）浑浊度指标，≤0.5NTU；
（2）耗氧量（CODMn）指标，≤2.0mg/L；
（3）色度指标＜5；
（4）余氯的上限值控制在1.2 mg/L。
根据上述要求，确定二期扩建工程净水处理工艺为：
原水→现有调节池→现有取水口→现有进水泵房→新建混凝池→新建上向流炭吸附反应澄清池→新建PH值调节池→新建V型滤池→新建清水池→现有吸水井→现有送水泵房→用户。
原水水质分析
汉沽区水厂的现有水源为引滦水。水质具有季节性变化明显，有污染指标突发性超标和高藻期水质富营养化的特点。根据2005~2008年原水数据和2009年的原水部分数据，进行整理，对原水特性进行如下分析：
表1原水基本水质指标检测与标准限值：
由上表各指标检测值可以看出，汉沽区原水基本属于III类水体。原水低温期浊度低，高温期浊度高，PH整体较高，碱度较低。
药剂选用
3.1混凝剂选用
常用的絮凝剂主要分为铝系无机絮凝剂和铁系无机絮凝剂。
3.1.1铝系无机混凝剂
我国作为较早研制PAC的国家之一，对PAC在水处理中的使用已有数十年的经验，并逐步取代了氯化铝、硫酸铝、明矾等传统铝盐混凝剂。它的主要特点如下：
混凝效果好，絮体形成速度快，形成絮体颗粒大，沉降效果好。
适应性能强，对原水浊度、碱度和有机物含量的变化适应性强。
药剂有效成分含量高，药剂用量小，形成的污泥脱水性好。
腐蚀性小，便于运输和储存。
PAC做混凝剂时，处理后水中的残留铝进入人体后影响人体健康，目前铝单体已列入水质标准中。
低温除浊能力差。铝盐对水温变化比較敏感，常温时就比铁盐水解速度低，絮体沉淀速度小，低温时絮凝效果更差。
3.1.2铁系无机混凝剂
传统的铁盐絮凝剂有三氯化铁和硫酸亚铁等，极易溶解，对水温变化适应性强，在低温下也具有较好的混凝效果，是水厂冬季普遍采用的絮凝剂之一，但三氯化铁的主要是对金属有较强的腐蚀性，而硫酸亚铁又会使处理后的水带色。
3.1.3混凝剂的选用
结合以上铁铝系混凝剂的性能比较和水厂目前的使用情况，本工程采用三氯化铁原液+PAC固体联用的形式。
三氯化铁做混凝剂时，前投加平时投加量20 mg/ L，最大投加量40mg/ L，投加在上向流碳吸附澄清池混凝池内；后投加平时投加量3mg/L，最大投加量5mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池PH调节池内。
PAC做混凝剂时，前投加平时投加量20mg/L ，最大投加量40mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池混凝池内；后投加平时投加量3mg/L，最大投加量5mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池PH调节池内。
3.2助凝剂选用
PAM是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物，是处理高浊度水最有效的高分子絮凝剂，与无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮体形成速度快、受共存盐类、PH、温度等影响小，生成污泥量少等优点。作为助凝剂与混凝剂联合使用时，即可保证水质，又可减少混凝剂用量和以及沉淀池的容积。对于微污染水体，PAM的应用更为突出，能解决絮体结构松散、容易破碎以及沉降性能较差等问题，从而相对提高有机污染物去除效果。
但PAM水解后的丙烯酰胺单体具有毒性，目前丙烯酰胺单体已列入水质标准中。
PAM做助凝剂时，平时投加量0.1mg/L，最大投加量0.2mg/L，投加浓度为2g/L,投加在上向流碳吸附澄清池混凝池内。
3.3 PH调节剂选用
3.3.1 PH对去除有机物性能的影响
PH是影响混凝去除有机物效果的重要因素。尤其对铝盐和铁盐，PH直接影响最终水解产物的形成。在不同的PH区间，两者都表现出不同的混凝性能和有机物去除机理，在低PH区，铁铝盐以离子形态为主，去除有机物以电中和为主，随着PH升高，铁铝盐水解直至产生氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，此时有机物的去除以扫卷为主。经长期生产经验，PH=5~6时铝盐对有机物有较好的去除效果，PH=4~5时铁盐对有机物有较好的去除效果。
另外，PH对混凝沉淀后的水质浊度有显著影响。铁铝盐分别在PH=6~7时沉后浊度最低。
PH调节剂的选用
通过对PH对去除有机物性能影响的分析，本工程在絮凝反应前投加酸性调节剂—浓硫酸；为满足出水水质，在反应后投加碱性调节剂---氢氧化钠。
硫酸做调酸剂时，前投加平时投加量10mg/L，最大投加量20mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池混凝池.
氢氧化钠做调碱剂时，前投加平时投加量10mg/L，最大投加量20mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池PH调节池内。
结语
汉沽水厂扩建工程给水处理加药工艺在充分论证原水水质的前提下，提出水质安全性高、适合当地生产管理水平的工艺。
多种药剂联合使用的设计能提高应对季节性水质变化、突发水源污染的能力，节省运行成本。
参考文献
赵宝霞.天津开发区净水厂改造工程方案比选[J].市政技术，2010,（2）：63-65
韩艳梅,方自毅,杨力等.天津开发区净水厂实现水质达标的技术设计[J].给水排水，2010,（7）：7-11
关键词三氯化铁聚合氯化铝PAMPH调节剂
Dosing process design on expansion project of Hangu DWTP in Tianjin
Zhang Jinghua, Zang Xiaogang, Liu Chao, Li Yue
Abstract: The scale of expansion project of Hangu DWTP is 50,000m3/d, it choose “PULSAZUR+V filter” as the main water treatment process. Dosing system uses Ferric chloride and PAC associated with doing coagulant, PAM to do coagulant aid, Concentrated sulfuric acid + sodium hydroxide to do PH regulator. Through reasonable Pharmacy dosing, the outlet water quality meets the demand of Standards for Drinking water Quality.
Keywords: Ferric chloride; PAC; PAM; PH adjusting agent
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
项目简介
天津汉沽水厂二期扩建工程设计规模5万吨/日，出厂水水质应执行建设部《城市供水水质标准》（CJ/T 206-2005），同时满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，并对出厂水部分指标提出如下具体要求：
（1）浑浊度指标，≤0.5NTU；
（2）耗氧量（CODMn）指标，≤2.0mg/L；
（3）色度指标＜5；
（4）余氯的上限值控制在1.2 mg/L。
根据上述要求，确定二期扩建工程净水处理工艺为：
原水→现有调节池→现有取水口→现有进水泵房→新建混凝池→新建上向流炭吸附反应澄清池→新建PH值调节池→新建V型滤池→新建清水池→现有吸水井→现有送水泵房→用户。
原水水质分析
汉沽区水厂的现有水源为引滦水。水质具有季节性变化明显，有污染指标突发性超标和高藻期水质富营养化的特点。根据2005~2008年原水数据和2009年的原水部分数据，进行整理，对原水特性进行如下分析：
表1原水基本水质指标检测与标准限值：
由上表各指标检测值可以看出，汉沽区原水基本属于III类水体。原水低温期浊度低，高温期浊度高，PH整体较高，碱度较低。
药剂选用
3.1混凝剂选用
常用的絮凝剂主要分为铝系无机絮凝剂和铁系无机絮凝剂。
3.1.1铝系无机混凝剂
我国作为较早研制PAC的国家之一，对PAC在水处理中的使用已有数十年的经验，并逐步取代了氯化铝、硫酸铝、明矾等传统铝盐混凝剂。它的主要特点如下：
混凝效果好，絮体形成速度快，形成絮体颗粒大，沉降效果好。
适应性能强，对原水浊度、碱度和有机物含量的变化适应性强。
药剂有效成分含量高，药剂用量小，形成的污泥脱水性好。
腐蚀性小，便于运输和储存。
PAC做混凝剂时，处理后水中的残留铝进入人体后影响人体健康，目前铝单体已列入水质标准中。
低温除浊能力差。铝盐对水温变化比較敏感，常温时就比铁盐水解速度低，絮体沉淀速度小，低温时絮凝效果更差。
3.1.2铁系无机混凝剂
传统的铁盐絮凝剂有三氯化铁和硫酸亚铁等，极易溶解，对水温变化适应性强，在低温下也具有较好的混凝效果，是水厂冬季普遍采用的絮凝剂之一，但三氯化铁的主要是对金属有较强的腐蚀性，而硫酸亚铁又会使处理后的水带色。
3.1.3混凝剂的选用
结合以上铁铝系混凝剂的性能比较和水厂目前的使用情况，本工程采用三氯化铁原液+PAC固体联用的形式。
三氯化铁做混凝剂时，前投加平时投加量20 mg/ L，最大投加量40mg/ L，投加在上向流碳吸附澄清池混凝池内；后投加平时投加量3mg/L，最大投加量5mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池PH调节池内。
PAC做混凝剂时，前投加平时投加量20mg/L ，最大投加量40mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池混凝池内；后投加平时投加量3mg/L，最大投加量5mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池PH调节池内。
3.2助凝剂选用
PAM是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物，是处理高浊度水最有效的高分子絮凝剂，与无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮体形成速度快、受共存盐类、PH、温度等影响小，生成污泥量少等优点。作为助凝剂与混凝剂联合使用时，即可保证水质，又可减少混凝剂用量和以及沉淀池的容积。对于微污染水体，PAM的应用更为突出，能解决絮体结构松散、容易破碎以及沉降性能较差等问题，从而相对提高有机污染物去除效果。
但PAM水解后的丙烯酰胺单体具有毒性，目前丙烯酰胺单体已列入水质标准中。
PAM做助凝剂时，平时投加量0.1mg/L，最大投加量0.2mg/L，投加浓度为2g/L,投加在上向流碳吸附澄清池混凝池内。
3.3 PH调节剂选用
3.3.1 PH对去除有机物性能的影响
PH是影响混凝去除有机物效果的重要因素。尤其对铝盐和铁盐，PH直接影响最终水解产物的形成。在不同的PH区间，两者都表现出不同的混凝性能和有机物去除机理，在低PH区，铁铝盐以离子形态为主，去除有机物以电中和为主，随着PH升高，铁铝盐水解直至产生氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，此时有机物的去除以扫卷为主。经长期生产经验，PH=5~6时铝盐对有机物有较好的去除效果，PH=4~5时铁盐对有机物有较好的去除效果。
另外，PH对混凝沉淀后的水质浊度有显著影响。铁铝盐分别在PH=6~7时沉后浊度最低。
PH调节剂的选用
通过对PH对去除有机物性能影响的分析，本工程在絮凝反应前投加酸性调节剂—浓硫酸；为满足出水水质，在反应后投加碱性调节剂---氢氧化钠。
硫酸做调酸剂时，前投加平时投加量10mg/L，最大投加量20mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池混凝池.
氢氧化钠做调碱剂时，前投加平时投加量10mg/L，最大投加量20mg/L，投加在上向流碳吸附澄清池PH调节池内。
结语
汉沽水厂扩建工程给水处理加药工艺在充分论证原水水质的前提下，提出水质安全性高、适合当地生产管理水平的工艺。
多种药剂联合使用的设计能提高应对季节性水质变化、突发水源污染的能力，节省运行成本。
参考文献
赵宝霞.天津开发区净水厂改造工程方案比选[J].市政技术，2010,（2）：63-65
韩艳梅,方自毅,杨力等.天津开发区净水厂实现水质达标的技术设计[J].给水排水，2010,（7）：7-11