本文介紹了某水廠在進行生產(chǎn)時應(yīng)用聚丙烯酰胺的要點，主要包括在生產(chǎn)之前的綜合生產(chǎn)調(diào)試，合理確定投加點、投加量和投加濃度，并總結(jié)分析了投加的效果，為聚丙烯酰胺在水廠的應(yīng)用提供了有益經(jīng)驗。
一、概述
某某水廠，現(xiàn)有一、二制水系統(tǒng)兩套供水系統(tǒng)。兩套供水系統(tǒng)的水源，均采用江河地表水。一制水系統(tǒng)分為三期，每期規(guī)模為6萬立方米/日，主要工藝流程為：原水→管道混合器→網(wǎng)格絮凝池（隔板絮凝池）→斜管沉淀池→普通快濾池→清水池。
在每年的豐水期，該水廠水源的原水濁度較高；特殊情況時，原水濁度曾達到1000NTU左右。每年的枯水期，易受到無機、有機污染物的影響；特殊情況下，耗氧量、氨氮等是日常的5倍左右。因一制水系統(tǒng)的制水工藝比較落后，上述出現(xiàn)的一些問題，易導致出現(xiàn)水質(zhì)波動較大的情況。經(jīng)過系統(tǒng)分析，該水廠決定嘗試采用投加聚丙烯酰胺，解決原水水質(zhì)波動對水質(zhì)造成的影響。
該水廠在實驗室進行了投加聚丙烯酰胺比對實驗。通過不同投加點、投加量和投加濃度的數(shù)據(jù)分析，基本掌握、確定了聚丙烯酰胺的使用方法和效果。為掌握實際生產(chǎn)中，投加聚丙烯酰胺的效果及對制水工藝的影響，該水廠決定進行生產(chǎn)綜合調(diào)試。
二、綜合試驗方案
因一制水系統(tǒng)中每期的制水工藝流程和參數(shù)相差不大，該水廠僅利用三期制水系統(tǒng)，進行了投加聚丙烯酰胺的綜合生產(chǎn)試驗。原水流量控制在2500m3/時左右，將三期系統(tǒng)采用隔板隔開，分成1組和2組兩組不同的制水系統(tǒng)，確保每組系統(tǒng)的制水量基本相同。
1組為投加聚丙烯酰胺和堿鋁后的試驗數(shù)據(jù)，2組為投加堿鋁后的試驗數(shù)據(jù)。通過調(diào)整聚丙烯酰胺的投加參數(shù)，確定投加聚丙烯酰胺的較佳投加點、投加量和投加濃度。
表1 三期制水系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)
| 原水流量（m3/h） | 絮凝時間（min） | 沉淀時間（min） | 濾速（m/h） |
| 2000 | 22.2 | 7.49 | 7.0 |
| 2500 | 18.7 | 6.19 | 8.68 |
| 3000 | 15.5 | 5.16 | 10.4 |
三、綜合試驗的結(jié)果和分析
（一）聚丙烯酰胺的投加點
投加點分別設(shè)置在網(wǎng)格反應(yīng)池前、中、后端不同的位置，通過礬花形成、沉降的觀測，以及待濾水、濾后水水質(zhì)監(jiān)測等情況的比較，確定聚丙烯酰胺的較佳投加點。從“表2”的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，聚丙烯酰胺的投加點，設(shè)置在絮凝反應(yīng)總時間的1/2-2/3處效果較好。其中，經(jīng)過綜合的試驗，投加點設(shè)置在網(wǎng)格反應(yīng)池的3/5處（約絮凝反應(yīng)時間11min左右），效果較為明顯，且運行較為穩(wěn)定。
表2不同投加點水質(zhì)情況分析
| 系統(tǒng) | 濁度平均值 | 投加點位置（徐凝反應(yīng)時間） | ||||
| （NTU） | 前端 | 1/3-1/2 | 1/2-2/3 | 2/3-5/6 | 末端 | |
| 1組 | 待濾水濁度 | 3.1 | 3.15 | 2.43 | 3.01 | 3.56 |
| 濾后水濁度 | 0.11 | 0.10 | 0.07 | 0.09 | 0.12 | |
| 2組 | 待濾水濁度 | 4.14 | 4.21 | 4.1 | 4.07 | 4.05 |
| 濾后水濁度 | 0.16 | 0.16 | 0.15 | 0.15 | 0.16 | |
| 待濾水濁度（2組-1組）的差值 | 1.04 | 1.06 | 1.67 | 1.06 | 0.49 | |
| 濾后水濁度（2組-1組）的差值 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.06 | 0.04 | |
（二）聚丙烯酰胺的投加量
根椐“圖1”的分析數(shù)據(jù)，聚丙烯酰胺的使用效果，受其投加量的影響較大。聚丙烯酰胺的投加量不宜過小，當小于0.05mg/L時，效果不明顯；投加量控制在0.07-0.22mg/L時，效果較為明顯。但在生產(chǎn)綜合試驗的過程中，聚丙烯酰胺的投加量較大時，導致濾池中濾砂的表面形成油性濾膜，使濾池的水頭損失迅速增加，縮短濾池的運行周期。其中，投加量0.1mg/L以上運行時，濾池的運行周期下降一半左右；投加量達到0.2mg/L以上時，濾池的運行周期僅為3h左右；投加量為0.1mg/L以下時，對濾池的影響不大。因此，該水廠運行的過程中，控制聚丙烯酰胺的投加量在0.07-0.09mg/L之間。
（三）聚丙烯酰胺的投加濃度
聚丙烯酰胺是一種水溶性的高分子材料，溶液的粘稠度較高。配制溶液的濃度一般為0.1%-0.5%，投加時可再行稀釋或水力輸送。其中，0.5%溶液的儲存期為七天，0.05%溶液的儲存期僅為三天左右。投加濃度過高，易導致投加設(shè)備、管道堵塞、損壞的情況。
在綜合試驗的過程中，采用0.15%溶液的濃度進行投加時，易出現(xiàn)堵塞投加管道和投加設(shè)備的情況，且調(diào)節(jié)投加量比較困難。因此，該水廠確定聚丙烯酰胺溶液的投加濃度為0.05%-0.1%。在實際使用的過程中，0.05%-0.1%的溶液，儲存期為3-5天左右；正常運行時，也不易出現(xiàn)堵塞投加管道和投加設(shè)備的問題。
四、結(jié)論
1、在實際生產(chǎn)的過程中，投加聚丙烯酰胺后，濾后水、出廠水中丙烯酰胺單體的殘留量，均小于0.15μg/L，滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）的要求。
2、對輕微受到有機、無機污染物污染的原水水質(zhì)（如受到藻類影響時），投加聚丙烯酰胺，通過強化混凝，有一定的處理效果。但處理效果，需根據(jù)污染物的類型情況而定。
3、投加聚丙烯酰胺，可適當降低堿鋁的投加量，節(jié)約制水成本。節(jié)約的效果仍需在使用中進行試驗、總結(jié)。
4、使用過程中，應(yīng)定期進行投加設(shè)備和投加管道的清洗工作，避免出現(xiàn)堵塞情況。
