论文作者：李亨枝 叶润来 林伟镜 曹国栋 黄国贤 王国强
摘要：从1991年开始，我司供水厂对在各种复杂水质条件下的净水生产中如何用好助凝剂聚丙烯酰胺，使混凝后产生一种粒度大、比重大而结实的矾花进行了生产性应用试验，获得了满意的助凝沉淀效果。
关键词：聚丙烯酰胺 最佳投量
从1991年开始，我司供水厂对在各种复杂水质条件下的净水生产中如何用好助凝剂聚丙烯酰胺，使混凝后产生一种粒度大、比重大而结实的矾花进行了生产性应用试验，获得了满意的助凝沉淀效果。几年来的实践不但解决了净水生产中处理各种复杂原水水质的难题，而且在保证水质和不增加净水成本的前提下，使生产能力大幅度提高。
1 试验
1.1 试验仪器与试剂 6组搅拌叶片的混凝搅拌机 ；浊度计和ph计；聚丙烯酰胺；氢氧化钠；硫酸铝或聚合氯化铝；1l烧杯；各种刻度吸管。沉淀池 的前部，沉淀池 的长度和面积不能充分利用，影响反应沉淀效果。
表1 聚丙烯酰胺最佳投量试验结果
杯号
固体聚合氯化铝投加量（mg/l）
固体聚丙烯酰胺投加量（mg/l）
矾花描述
混液面沉速（mm/s）
上清液浊度（ntu）
上清液ph值
a1
3
0
很细
0.30
9.6
6.6
a2
3
0.01
很细
0.38
4.9
6.6
a3
3
0.03
大、实
0.57
3.1
6.6
a4
3
0.06
较大、重
0.83
3.0
6.6
a5
3
0.10
很大、重
1.70
3.2
6.6
a6
3
0.30
很大、重
3.12
3.1
6.6
a7
3
0.60
助凝剂加入后迅速形成粗而结实的矾花，3min后矾花沉底，上清透明。
2.8
6.6
a8
3
1.00
2.9
6.6
b1
5
0
很细
0.30
7.2
7.5
b2
5
0.10
很细
0.32
2.8
7.5
b3
5
0.03
大、实
0.83
2.9
7.5
b4
5
0.06
较大、重
3.12
7.2
7.5
b5
5
0.10
很大、重工业
4.17
6.9
7.5
b6
5
0.30
助凝剂加入后迅速形成粗而结实的矾花，3min后矾花沉底，上清透明
3.1
7.5
b7
5
0.60
2.8
7.5
b8
5
1.00
2.9
7.5
c1
20
0
很细、轻
0.23
13.6
7.2
c2
20
0.01
很细、径
0.23
13.0
7.2
c3
20
0.03
大、实
0.52
5.0
7.2
c4
20
0.06
较大、重
0.83
4.1
7.2
c5
20
0.10
很大、重
1.14
3.8
7.2
c6
20
0.30
很大、重
1.39
2.5
7.2
c7
20
0.60
加入4min后，矾花沉底，上清透明。
2.1
7.2
c8
20
1.00
加入3min后，矾花沉底，上清透明。
2.1
7.2
注 a1—a8 烧杯中原水浊度1063ntu，原水ph值6.6，原水温度25℃
b1—b8 烧杯中原水浊度2073ntu，原水ph值7.5，原水温度26℃
1.3.2 助凝剂最佳投加点 聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，其投入点是决定助凝沉淀效果好坏的关键。表2的试验结果和在净水生产中应用结果表明：在絮凝反应总时间的1/2～2/3间加入聚丙烯酰胺可获得最佳的助凝沉淀效果。如果和混凝剂同时投加则毫无助凝效果；如果在絮凝反应总时间的前或后1/3的时间里加入，其助凝效果都不显著。过早加入，细小的矾花未形成；过迟加入其聚合网捕作用时间不充分，助凝效果无法发挥。
表2 聚丙烯酰胺最佳投入点试验结果
杯号
1
2
3
4
5
6
固体聚合氯化铝投加量（mg/l）
4
4
4
4
4
4
固体聚丙烯酰胺投加量（mg/l）
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
助凝剂投入后搅拌时间（min）
13
10
8
6
4
2
矾花描述
很细
细小、轻
细小、轻
大、结实
大、结实
细小、轻
混液面沉速（mm/s）
0.33
0.42
0.50
0.72
0.69
0.48
上清液浊度（ntu）
9.0
7.8
5.5
3.0
3.4
6.0
上清液ph值
7.6
7.6
7.6
7.6
7.6
7.6
注 1 原水浊度：1390ntu；原水ph值：7.6；原水温度：25℃
2 助凝剂加入时间点：1号杯和混凝剂同时投加，2-6号杯分别在絮凝反应搅拌开始时、2min、4min、6min和8min时加入
2 聚丙烯酰胺水解(碱化)
在溶解聚丙烯酰胺的同时加入一定比例的氢氧化钠，溶解后放置8 h左右使之充分水解(碱化)，经水解后可使聚丙烯酰胺卷曲的高分子链充分伸展开，大大地增加了它和细小矾花颗粒相碰和吸附的机会，使聚丙烯酰胺的吸附架桥网捕作用得到充分的发挥，从而进一步提高助凝效果。实际应用经验表明，现配现用的水解比(碱化比)要大一些，一般选用1∶0.2为宜，即1g聚丙烯酰胺加入0.2g氢氧化钠。如果水解时间能满足8h，水解比应选用1∶0.01～1∶0.05。水解比越大所需水解时间就越短，但水解比过大会造成净化后的水质ph值升高。如果使用水解度为30%以上的阴离子型聚丙烯酰胺，即可免去水解步骤。
3 生产应用
自1991年初采用聚丙烯酰胺作为净水助凝剂以来，无论原水水质情况如何均可获得令人满意的助凝沉淀效果，超负荷35%左右生产供水也是如此。由于采用聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，石湾水厂1991年多供水675.66×104 t，1992年多供水2500.72×104 t ，1993年多供水4376.98×104 t。目前公司全部水厂已经将聚丙烯酰胺作为净水助凝剂经常性投加使用，不但能够保量优质供水，而且为净水生产管理带来了方便，制水成本也不会增加，同时大大提高了絮凝沉淀效果，减少一半左右的混凝剂用量，提高了沉淀池 的制水能力。因此直接和间接降低了制水总成本。计量泵 投加到反应池中。
完全溶解的聚丙烯酰胺投加到反应池的中段，利用水的流动作用，可使细小的絮凝体与聚丙烯酰胺均匀结合，形成大而结实的矾花。如果人为地增设混合措施则造成絮凝体被破坏而失去助凝作用。不需要辅助混合设施是此方法的一大优点。只要在反应总时段的1/2～2/3间加入溶解好的助凝剂聚丙烯酰胺，即可获得理想的助凝沉淀效果。
4 几点体会
① 聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，必须充分搅拌溶解后才能投加使用。否则不能发挥其应有的高效助凝效果，还会造成投加系统堵塞、封闭滤池表面、破坏滤池效率、大大缩短滤池的反冲洗周期等不良后果。溶解时搅拌速度应控制在400～1000r/min，溶解搅拌时间1h左右为宜。低温季节水温低、难溶解，用热水可缩短溶解时间，但水温不能超过60℃。4 t/d。采用聚丙烯酰胺作为助凝剂，投加量0.05mg/l，在保证优质供水的前提下，全天供水量达到22.3×104 t，超出设计供水能力的48.7%。
参考文献
1 许保玖.给水处理.北京：中国建筑工业出版社，1979.21～27
