目前我国颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）要求饮用水浊度不高于1.0NTU，《江苏省城市自来水关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）要求出厂水浊度不超过0.5NTU，美国联邦饮用水标准要求95%以上的滤后水样品浊度不大于0.3NTU。浊度对于给水处理来说是一个至关重要的水质指标，降低浊度的同时也降低了水中的细菌、大肠菌群、病毒、有机物的含量。同时有研究表明，当浊度控制在0.1NTU以下时，贾第鞭毛虫、隐孢子虫的去除率均可达到99.9%以上，越低的浊度表明越小的微生物风险和越高的饮水质量。

   混凝属于给水常规处理工艺的第一环节，其效果是去除浊度保障出水水质的第一关，也是提升整体工艺生产能力的重要环节。按不同的搅拌方式，絮凝可分为水力搅拌絮凝与机械搅拌絮凝，折板絮凝是最常见的水力絮凝类型，其输入功率由消耗水流本身势能来提供，原理为水流沿折板竖向上下流动，多次转折，形成众多小涡旋，从而增加原水中颗粒碰撞的频率；机械搅拌则是依靠机械力创造水力条件，使颗粒相互接触碰撞，完成絮凝过程。江苏长江水务股份有限公司（扬州自来水公司）下属两座水厂分别采用折板絮凝和机械搅拌絮凝，在使用相同的混凝剂情况下，由于工艺不同，絮凝效果也不同，导致后续的运行管理效率和出厂水质也不同。公司总调度调节各水厂制水量，优化运行工艺单元，保障出厂水质满足《江苏省城市自来水关键水质指标控制标准》的水质要求。

一、概况

1、厂区概况及絮凝对比分析

1）厂区概况江苏长江水务股份有限公司下属DY 水厂，2013年完成水厂扩建提标改造，设计规模35×104m3/d。水处理工艺：生物预氧化接触池+高密度沉淀池+臭氧接触池+上向流活性炭吸附池+V型滤池+清水池+二泵房，如图1所示。

2）TQ水厂，2019年完成深度处理工程，设计规模40×104m3/d，水处理工艺：折板絮凝池+平流式沉淀池+V型滤池+提升泵房+臭氧接触池+下向流活性炭吸附池+清水池+二泵房，如图2所示。

                            图2 TQ水厂工艺流程

3）DY水厂水源取自廖家沟水源地，位于南水北调东线输水通道上，而TQ水厂水源取自长江三江营段，是南水北调东线源头。2023年度DY水厂水源浊度为6-143NTU，冬天一般为6-9NTU，夏天由于受淮河泄洪的影响，7月平均浊度为143NTU，高锰酸盐指数一般为3.0mg/L左右，最高为5.0mg/L。同年度TQ水厂水源浊度为26-72NTU，高锰酸盐指数一般为2.5mg/L左右，最高为3.7mg/L，如表1所示。

                          表1水厂工艺及原水水质对比

2、混合及絮凝工艺段对比DY水厂采用管式混合器，混合时间小于30S；TQ水厂采用机械混合，满负荷时混合过程为30S。
1）DY水厂絮凝沉淀采用高密度沉淀池，絮凝分为二段，一级絮凝转速为32r/min，速度梯度G1为80S-1；二级絮凝转速为13r/min，速度梯度G2为50S-1；满负荷设计总絮凝时间为9.66min。

2）TQ水厂采用三段折板絮凝，折板为异波折板，满负荷运行时三段的速度梯度分别为99.66S-1，62.96S-1，18.46S-1，停留时间分别为5.36min，6.79min，7.62min，设计总絮凝时间为19.77min。

3、在运行管理过程中，两座水厂都没有长时间满负荷运行过，只有在调试时，某一时段满负荷运行，不能客观反映各工艺单元长时间满负荷运行的真实状况。DY水厂高密度沉淀池出水浊度控制在1.0NTU内以满足上向流活性炭吸附池进水浊度要求，这就要求高密度沉淀池强化絮凝效果，投加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）。经过多年的水厂管理和探讨，分析认为DY水厂高密度沉淀池是制约出厂水水质和水量的关键因子，主要是絮凝效果不佳，虽然采用强化絮凝措施，但对后续工艺影响很大。

4、絮凝效果主要取决于以下因素：其一，絮凝剂的特性，絮凝剂特性影响絮凝剂与杂质的生化反应程度；其二，水动力条件，水力条件影响颗粒碰撞-粘附的关键因子，涡旋速度梯度、湍动能、湍动能耗散率，涡旋尺度等都是絮凝水力学关注的指标，沿着水流方向，速度梯度分布合理并逐步减小；其三，合适的絮凝时间，絮凝时间不足导致矾花不密实，水中胶体脱稳不彻底，影响后续工艺处理效果。

5、絮凝效果亦可用速度梯度（G）和反应时间（T）来控制，GT值控制在104-105之间，如果通过提高G值来满足GT值要求时，水流湍动增大了颗粒碰撞的几率，也增大了水流剪切力，导致形成的矾花絮体破碎，GT值要求合理的速度梯度和絮凝反应时间。美国宾夕法尼亚州《公共供水手册》建议絮凝时间为20-30min，美国《饮用水水厂十州建议标准》建议絮凝时间至少30min，而美国宾夕法尼亚州的一座水厂设计规模为7.6×104m3/d，实际供水量为2.8×104m3/d，其絮凝工段停留时间高达80min。
DY水厂絮凝段只有二段，二段速度梯度相距较大，调节有限，分析认为速度梯度发布不合理也是影响絮凝效果的因素，DY水厂出水条件最佳，可以多输出饮用水，但为保障内控水质满足企业要求，DY水厂供水量一般为27×104m3/d，供水量上限不突出30×104m3/d，其对应的絮凝时间为12.52min和11.27min，而TQ水厂满负荷运行时絮凝时间为19.77min，絮凝时间相对较长，各供水量絮凝时间对比如表2。

                      表2 两水厂絮凝时间对比（时间单位：min）

6、机械絮凝通过水力上下循环完成能量在全池的均匀分布，理应取得良好的絮凝效果，但是DY水厂机械絮凝相对TQ水厂折板絮凝效果差，可能是DY水厂絮凝速度梯度分布不合理及絮凝时间较短，主要因素是絮凝时间较短。