低温低浊水的水质特点

低温低浊水的水质特点我国北方地区全年有4,5个月的时间处于寒冷季节，水温在0一10℃，原水浊度一般在10NTU以下。低温低浊水中的杂质，是以细小的胶体分散体系溶于水中，而且胶体颗粒比较均匀，胶体微粒具有很强的动力稳定性和凝聚稳定性，并且带负电的胶体微粒数量很小，所以为达到电中和所需的混凝剂也少，因此形成的絮体细、少、轻，难于沉淀，易于穿透滤层。由于浊度较低，胶体颗粒数目较少，颗粒碰撞而聚集的机会减少。水温低，胶体颗粒的Zeta电位较高，胶体颗粒间的排斥势能较大，而且此时微粒布朗运动动能较少，粘滞系数增大，更不利于颗粒碰撞，而使得胶体颗粒脱稳困难。水温低，胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围水化作用突出，妨碍其凝聚。水温低、水的粘度变大而使沉速减少，加之低温时气体溶解度大，使形成的絮体密度降低，溶解气体大量吸附在絮体周围。低温下混凝剂水解产物的形态不佳会影响处理效果，因为胶体颗粒具有稳定性，且颗粒碰撞次数减少，所以，更需要混凝剂水解产物有一定链长，形成具有高聚合度低电荷的多核络离子，充分发挥吸附架桥作用。但水温低，聚合反应速度降低，水解产物的主要形态偏重于高电荷低聚合度，因此，不利于在胶体颗粒间进行吸附架桥。原水水温低，水的动力粘度系数提高，减弱了水中胶体的颗粒运动，降低了它们之间相互碰撞的机率;水中胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围的水化膜加厚，妨碍颗粒凝聚;同时，通过混凝所形成的絮体较轻，不易下沉，难以通过沉淀从水中分离出去。有试验证明絮凝气浮工艺对于低温、低浊水的处理达到较好效果时的流动电流变化值较小，这也说明絮凝气浮工艺对颗粒电中和程度的要求小于沉淀工艺，即并不需要沉淀所需的Zeta电位为零或稍微偏负，只要保证经絮凝后能产生数十微米级的颗粒即可，因此絮凝剂的电中和能力只是影响絮凝气浮工艺的条件之一。一般的水质净化，主要是去除水中的杂质。当以去除浊度、色度为主要指标时，主要通过传统工艺完成，即混凝、反应絮凝、沉淀和过滤。低温低浊水中的杂质主要以细的胶体分散体系溶于水中，胶体微粒的动力稳定性和凝聚稳定性较强，用双层定量滤纸过滤，穿透率在50～70%以上，因而采用沉淀和过滤都是不可能达到净化要求的。低温低浊水中带负电的胶体微粒数量很少，为达到电中和点所需的混凝剂也少，所形成的絮体非常细、小、轻，难于沉淀、易于穿透。影响低温低浊水质净化效果的因素很多，如温度、pH值、混凝剂的品种和投加量、水力条件等，但水温低是水质难以净化的主要因素，而低温季节出现的低浊度又进一步给水质净化增加了难度，这是因为:(1)低温对混凝剂水解速率的影响混凝剂在水中首先离解成离子状态，然后与水分子发生水解作用。其水解过程受水温影响较大。以常用的硫酸铝为例，当水温为0℃时，硫酸铝水解速率仅为是5℃时的2/3～1/2。(2)低温对絮凝速度的影响较高的絮凝速度是迅速生成较大絮体的必要条件，絮凝速度取决十单位时间内的颗粒碰撞次数与有效碰撞率，而颗粒碰撞次数又与其运动速率有关。当水温降低时，水分子间的热运动能量减少，布朗运动给予的速度自然减慢，颗粒间的碰撞机会也就减少，因此絮凝速度也随之减慢。同时，低温水浊度低，水中颗粒数目减少，所以碰撞的次数也少;低温水中的杂质颗粒细小，颗粒的碰撞次数与颗粒直径和的立方成反比;水温越低，粘度越大，液层间的内阻力越大，颗粒的碰撞机会越少，凝聚效果越差。另外，从颗粒带电及脱稳情况来看，水中运动着的胶粒都有Zeta电位并带有负电荷。在两个带电微粒间存在着两种作用力，一种是物质固有的引力一范德华力;另一种是静电斥力。两胶粒间的合力将随其间距的大小而变化，在一定温度下，胶粒具有一定的动能，若该动能足以克服在接近过程中所出现的最大斥力，则在急剧增大的范德华力的吸引下，这些胶粒就可以聚合成为一些稍大的颗粒，否则两胶粒将再次分开，依然以原始状态存在于水中，胶粒无法沉淀。2、高藻水的特征及危害一般资料认为水中含藻量大于100万个/L的原水就可以称为高藻水，引滦水在藻类高发期藻类的数量远高于该限值，往往大于1000万个/L。在藻类高发期间，水源水质监测结果与同年其他月份相比，浊度、pH,藻类数量等水质指标随着藻数量的剧增有较大变化。藻类通过光合作用大量繁殖和生长，消耗了水中的CO2，影响了水中的碳酸平衡，导致水体酸度降低，引起pH值上升。研究表明藻类和浊度之间存在着相关的变化趋势,藻类的存在会使水中浊度增加，藻类细胞及其代谢残渣又为有机物的一部分，所以在藻类增加的同时CODMn。也会增加。有关资料显示，藻类的繁殖过程中新陈代谢会生成水体中小分子的有机物，会影响水中溶解性有机炭(DOC)的含量及组成，其浓度变化与叶绿素a的变化成比例，因此在高藻期DOC也会增加。因为对于小分子质量的有机物，传统的混凝工艺难以将其去除，所以增加的一部分小分子质量的DOC会增加饮用水的处理难度，且有增加消毒副产物的可能性。藻类及其分泌物是水中天然有机物(NOM)的主要来源之一，是消毒副产物(DBPs)的重要前体物，饮用水消毒的化学风险会因此提高;并且部分藻类分泌物可以成为水中细菌再生长的营养物质，影响饮用水的生物稳定性;一些藻类会产生藻毒素，成为饮用水水质安全性的又一障碍。