对不同电流密度下,电絮凝反应时的能耗进行计算,结果如图5所示。由图5可见,电流密度增加,能耗随之增大,在电流密度为5.96A/m2和7.04A/m2时,能耗分别为1.21kW•h和1.55kW•h。综合考虑出水浊度、絮体生长情况、电流效率及能耗因素,选择5.96A/m2为最佳电流密度。
2.2 高效澄清池运行状况
高效澄清池进水总硬度约为21~23mmol/L,总碱度(以CaCO3计)约为4.5~5.5mmol/L。调试过程中,通过考察不同pH值及碳酸钠加药量条件下,高效澄清池出水总硬度及总碱度的变化情况,以确定最佳运行pH值和碳酸钠加药量。总硬度及总碱度去除率与pH值和碳酸钠投加量的关系分别如图6和图7所示。
由图6可知:在碳酸钠加药量为160mg/L的工况下,当pH值小于11.0时,总碱度去除率随pH值升高逐渐增大,这是由于OH–与水中HCO3–发生反应生成了CO32–,进而形成CaCO3沉淀,使出水碱度降低,而当pH值大于11.0时,总碱度去除率下降,出水碱度升高,说明HCO3–基本反应完全,出水有OH–残余,pH值不宜继续提高;
当pH值为11.0~11.2时,总硬度去除率随pH值升高逐渐增大,这是一方面由于pH值升高,有利于水中HCO3-向CO32-转化,最终形成CaCO3沉淀,从而降低出水暂时硬度,另一方面,进水镁硬度较高,pH值越高镁硬去除率越大,当pH值大于11.2时,水中Mg2 以Mg(OH)2基本沉淀完全;当pH值为11.0时,总碱度去除率达到最大值66.7%,此时平均出水总碱度为1.2mmol/L;当pH值为11.2时,总硬度去除率基本稳定在65%左右,此时平均出水总硬度为8.8mmol/L。因此,pH值控制在11.0~11.2时,总碱度及总硬度的去除效果均较好。
由图7可知:在pH值控制为11.0的工况下,总碱度去除率随碳酸钠加药量增大呈现先稳定后迅速下降趋势,这可能是由于当碳酸钠加药量大于180mg/L时,投加的CO32-未能完全和水中Ca2 发生反应,从而使出水碱度增加,总碱度去除率下降;总硬度去除率随碳酸钠加药量增加而逐渐上升,这是由于投加的CO32-浓度越高,与水中Ca2 发生沉淀反应越充分,从而降低了出水硬度;当碳酸钠加药量为160mg/L时,总碱度去除率为66.7%左右,平均出水碱度为1.2mmol/L;当碳酸钠加药量为180mg/L时,总硬度去除率为60.0%左右,平均出水硬度为9.7mmol/L。因此,综合考虑药剂成本及出水水质要求,碳酸钠最佳加药量宜取170mg/L。
2.3 电絮凝-高效澄清池出水对“双膜”系统影响
电絮凝-高效澄清池系统投运45天后测量,浸没式超滤产水泵入口真空度为21.3kPa,反渗透保安过滤器进出口压差为0.02MPa,一段透膜压差为0.04MPa,二段透膜压差为0.05MPa,符合膜厂家技术要求,且低于同类电厂运行经验值。电絮凝高效澄清池系统投运45天,进出水关键水质指标见表3。由表3可见:出水浊度低,延长了过滤器及超滤系统运行周期,降低了清洗频率;出水铁离子质量浓度低,且无助凝剂投加,因此基本消除了有机大分子或Fe(OH)3胶体污堵后续膜系统的风险。