中山公用水务有限公司东凤分公司1 广州市智荟环保有限公2
摘要：东凤供水厂作为中山市北部乡镇地区供水体系建设的主要结构，在供水质量提升方面的重视度较高，近期东凤供水厂开展了第三期絮凝剂投加量测定工作，通过科学规范的开展实验与实验数据计算，得出了絮凝剂投放的最佳值。本次第三期净水处理工艺相较于以往有了很大的优化提升，絮凝剂投加量测定工作的有效开展，对于第三期水厂净水质量的提升有重要的指导意义，能够为净水投矾量控制提供准确的数据依据，从而保证第三期供水量的充足。本文主要阐述本水厂基本概况，对第三期絮凝剂投加实验的具体方案开展进行分析，论述了折板絮凝反应池数据测量方法和G与T值的计算过程，并对根据数据测量与计算结果开展混凝试验搅拌机上试验进行了详细的分析。
关键词：东风供水厂；絮凝剂投加量；测定
一、概况
东凤水厂位于中山市北部乡镇，始建于1983年，经过多年分期的建设，目前三期总供水能力13万m3/d，担负着两个乡镇约20万人口的工业、商业、生活饮用水的供应。
水厂原水取自地表河流水，属于西江流域的东海水道，常年流量充沛，水质能达到地表水II类以上标准，浊度一般在10-120NTU之间，洪水期个别特殊时段达到900NTU。经过水厂的净水工艺处理后出厂水优于国家《生活饮用水卫生标准》1NTU以下。常年不受咸潮影响。水厂三期工艺分别如下：
第一期系统（取水泵站——网格反应池——斜管沉淀池——虹吸滤池——清水池——送水泵房）设计规模为3万m3/d；
第二期系统（取水泵站——折板反应池——平流沉淀池——V型滤池——清水池——送水泵房）设计规模为5万m3/d；
第三期系统（取水泵站——折板反应池——平流沉淀池——V型滤池——清水池——送水泵房）设计规模为5万m3/d。
其中第三期系统比第二期系统采用了一些改进措施：折板反应池除了同波折板外，还增加了异波折板。平流沉淀池后端增加了斜管区。V型滤池由三个增加到四个。由于上述改进，实际运行中三期水量的分配比例为（1：1.52：2.24）。
由于第三期经过改进，水量比第二期也相应增加，投矾量需要多少，急切需要一个指导的数据。使出水水质达到内控要求0.5NTU以下。
二、折板絮凝反应池数据测量和G与T值的计算
第三期，采用静态管道混合器，折板絮凝反应池，由于增加了一些技术措施（如增加协管沉淀区和增大滤池面积）实际运行水量比设计水量大。根据第三期原水流量计记录：
2020年8月15日10：00， Q=2760 m3/h=0.7666 m3/s
折板絮凝反应池
折板反应池如下图：第一段折板絮凝反应池采用异波折板（A-B-C-D-E），第二段折板絮凝反应池采用同波折板（E-F-G），第三段折板絮凝反应池采用平行直板G-H-I-J-K），折板布置采用单通道，取如上运行流量
.png)
。
.png)
絮凝时间和水头损失根据现场测量如下表
第三期絮凝反应池测量数据记录表
.png)
第一段絮凝区
第一段絮凝区水头损失（A-E）：
H1=16cm=0.16m
第一段絮凝区絮凝时间（A-E）：
T1=197s=3.2805min
所以根据公式计算第一絮凝区平均G值：
.png)
第二段絮凝区方法同上
第二段絮凝区水头损失（E-G）：
H2=4cm=0.04m
第二段絮凝区絮凝时间（E-G）：
T2=100s=1.666min
所以根据公式计算第二絮凝区平均G值：
.png)
第三段絮凝区
第三段絮凝区采用平流直板布置，每流道长14.9m，
第一流道宽1.21，第二流道宽1.31，第三流道宽1.40，配水区宽1.8；
过流断面深3m，（由于水流上下翻滚，不能采用漂浮法测定，而且流道尺寸规整，为长方形流槽，容易计算。所以通过计算确定反应时间）：
第一流道计算：V=q/s=0.7666/（3*1.21）=0.211m/s，T=14.9/0.211=70s=1.18min
第二流道计算：V=q/s=0.7666/（2.97*1.31）=0.197m/s，T=14.9/0.197=76s=1.26min
第三流道计算：V=q/s=0.7666/（2.94*1.40）=0.186m/s，T=14.9/0.186=80s=1.33min
总水头损失： H3=3-2.94=0.06m
停留时间：
.png)
速度梯度：
.png)
上面计算汇总如下表：
.png)
根据上述数据，知道混凝时间和GT值，采用混凝试验搅拌机试算出相应的转速，结果如下：
.png)
二、混凝试验搅拌机上的试验。
.png)
ZR4-6混凝试验搅拌机
1、按照上表，在6联式ZR4-6混凝试验搅拌机上设定搅拌程序：第一段3分17秒，搅拌转速171r/min；第二段1分40秒，搅拌转速132r/min；第三段3分50秒，搅拌转速112r/min。
.png)
混凝试验搅拌机上程序的设定
2、投加混凝剂的参数。
.png)
取聚合氯化铝原液1ml，稀释为500ml（配比为1：500稀释溶液）。所以试验用的聚合氯化铝稀释溶液的浓度为0.2%。
3、混凝试验：取原水置于6个搅拌烧杯中，每个搅拌烧杯1000ml；分别量取稀释后1：500聚合氯化铝溶液（5.0ml，5.5ml，6.0ml，6.5ml，7.0ml，7.5ml）置于混凝试验搅拌机上方的1号至6号投药试管中。启动搅拌机，按照设定程序投药运行搅拌。当搅拌机运行完成停止后开始计时：静置第5min，15min，30min，60min取烧杯中的上清液检验浊度，综合比较各分钟的浊度后取最优投药量。
4、试验数据记录如下表。
混凝试验数据记录表
.png)
5、综合上述数据，3号烧杯的5分钟上清液浊度最低，说明在此投药量下形成矾花沉淀最快，观察后续15分钟，30分钟，60分钟的数据，沉淀效果能保持一个比较好的水平，所以取3号烧杯的投药量作为生产的参考数据。
.png)
便携式浊度仪
三、试验结果转化为生产数据。
因为生产中投加量是按照公斤/千方水（kg/dam3）来计算。需要把实验值转化为生产指导值：3号烧杯投药量转化为原液重量为6.0ml*（1/500）*1.24g/cm3=0.01488g，即1000ml原水投聚合氯化铝原液0.01488g，经过单位转化为14.88kg/dam3。所以应用在生产中每千方原水投聚合氯化铝原液为14.88kg。
按照14.88kg/dam3的投加量，当天第三期原水35度，待滤水浊度为1.9NTU，滤后水的出水浊度为0.1NTU。比第二期的投药量17.90kg/dam3节省3kg/dam3的投加量。
四、结论
通过本次的现场测量第三期反应池的水流的混凝反应时间，水头消耗，计算出反应池的三个反应状态下的G值和GT值，从而在ZR4-6混凝试验搅拌机上设定搅拌程序参数，模拟池体的反应状态，实现了实验室混凝实验，确定了最优的投矾量，为生产提供了投矾的指导数据。