北京市自來水集團公司第九水廠崔紅梅張素霞陳克誠週大農
北京格維恩科技****陳勇生
1. 概述
本文著重介紹顆粒物計數儀首次在北京水司第九水廠水處理工藝中的應用，其中包括沉澱池效果的監控、混凝劑用量的優化、濾池操作和維護的優化、濾池過濾效率的評估、定量檢測出水中顆粒物的數目，為控制有害病原體提供更多的資訊等。該顆粒物計數儀的實驗應用成果為第九水廠工藝調整提供了科學的依據，獲得了很大的社會效益和經濟效益。
2. 裝置及測試原理
2. 1 裝置的主要引數及安裝、執行要求
通過廣泛調研後，選取了國際上廣泛使用的美國ibr公司生產的雷射**顆粒物計數儀。其採用高解析度的雷射二極體作為檢測器，量程可達18,000個/毫公升，儀器內部供電電壓為12－14vdc，測量範圍為2－400微公尺，輸入訊號為2－40ma模擬訊號，輸出訊號為rs－232通訊協議、rs－485通訊協議或2－40ma模擬訊號，可同時測定出8個粒度範圍的顆粒物分布。
在安裝粒度儀堰管系統時，要保證水管不發生扭結及從亂。任何大於2psi的水線壓力都會使堰管將水分流通過堰管頂部溢漏，這種溢漏是必要的，這樣可以保證穩定的水流，但應防止堰管過多溢水。執行過程中，粒度儀機體內的乾燥劑需要進行定期的再生以恢復其去溼效能，當機體內的相對濕度達到30％時，乾燥劑就需要進行再生了。
由於被測水質不純淨的原因，濾杯需要根據水質的情況進行定期的檢查及清洗。
2. 2 測試原理
顆粒物計數儀使用精確的雷射二極體光源，形成一束非常狹小又非常明亮的雷射，其與被檢測的液體流向垂直。入射光束由於被液體中的粒子阻擋而減弱。這種瞬時的光強變化引起光電二極體接收電壓訊號的變化，該變化與粒子通過光束時的截面積成正比。
每乙個粒子通過光束時引起乙個電壓脈衝訊號，脈衝訊號的多少反映了粒子的數量。不同粒徑的顆粒物數目由不同的測量頻道獲得。與**濁度儀不同，**顆粒物計數儀具有無滯後性和高精確性，其測定結果直接反映了工藝出水中顆粒物的物理引數，即顆粒物的總量（個/毫公升）和粒徑分布，而**濁度儀的測試原理決定了它所測試的水樣是滯後於工藝出水的，且濁度值主要能反映小於1μm的顆粒含量，對於大於1μm的顆粒檢測精度顯著下降。
3. 應用與討論
3. 1 沉澱池效果的監控
被測試水廠採用側向流大波形斜板沉澱池。在執行過程中，其沉澱效果波動較大，由此加重了後續工藝過程中濾池的負擔，濾池過濾週期縮短。同時，還使濾池反洗頻率和反洗用水量均大大增加。
為了找出產生該結果的原因，我們在沉澱池的上部出水和下部出水各安裝了一台**顆粒物計數儀。其安裝示意圖如圖 1。
圖 1 顆粒物計數儀測定沉澱池效果示意圖
根據圖 1的設計，對沉澱池測試的結果見圖 2。比較圖中不同水樣的粒度分布可以看出：顆粒物的粒度在不同粒徑上的分布是沉澱池上部出水明顯高於沉澱池下部出水。
但是，同期燒杯實驗的結果（加入10mg/l混凝劑）沒有發現上述現象。這說明沉澱池中絮體的沉澱效果不佳或斜板間被汙泥堵塞。通過加強沉澱池清洗，其出水有了明顯改善。
3. 2 混凝劑投加量對過濾效果的影響
大量的實驗研究表明：混凝劑投加量不足和過量，都會使濾池出水中顆粒物濃度增加。因此，選擇優化混凝劑的投加量對於保證水質，減少浪費具有重要意義。
為研究混凝劑用量對煤濾池過濾效果的影響，我們在第九水廠三期煤濾池出水取樣口安裝了一台**顆粒物計數儀，並用該粒度儀**檢測不同混凝劑投加量時煤濾池出水中不同粒徑範圍的顆粒物的量（採集資料可通過與**顆粒物計數儀配套的微型印表機輸出），其檢測結果見圖 3。
從圖3可以看出，增加混凝劑的量可有效地改善出水中顆粒物的量，當混凝劑的量增加到30mg/l時，煤池出水的顆粒物的量可減少到50個/毫公升，其濁度為0.1ntu。在此基礎上，繼續增加混凝劑的投加量至40mg/l時，煤池出水濁度沒有變化，而顆粒物有進一步降低，但降低幅度並不大。
從水處理成本考慮，淨水工藝中混凝劑的投加量選擇為30mg/l較為合適。這一結果與當時的燒杯實驗結果是一致的。但與燒杯實驗相比，**粒度儀檢測具有不可替代的優越性，它可實時、連續反映工藝出水水質的變化，水廠工藝管理人員可根據這種變化及時調整加藥率。
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