固态高分子絮凝剂溶解设备的设计和应用
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摘要：固态高分子絮凝剂的溶解设备按照操作水平可以分成手动、半自动和自动三种。由于手动和半自动设备仍旧采用，文章简单介绍了他们的设计思路。文章重点就自动溶解设备的组成，以及给粉器的种类做了介绍，并说明了两种给粉器的工作原理。
关键词：絮凝剂 自动溶解设备 给粉器
高分子絮凝剂由于其优异的性能在水处理行业应用广泛，同时废水的复杂性又推动了高分子絮凝剂向种类繁多性能各异的方向发展。一般固态高分子絮凝剂在使用中都需要溶解后投加，按照操作水平我们可以把高分子絮凝剂溶解设备分为手动、半自动和全自动三种。
手动设备较为简单，在溶药箱中安装一台搅拌机，接自来水到溶药箱中，加水和加药都手动进行，加药过程注意高分子絮凝剂需要缓缓投加，否则会造成絮凝剂在水中结块，影响溶解的效果。此外也可以用热水首先将高分子絮凝剂溶解，再在溶药箱中进一步稀释，也有直接在溶药箱中接入蒸汽，使水温升高，增加高分子絮凝剂的溶解效果。
手动设备操作工作量大，此外设备的运行监控也不准确，很难保证工艺的运行要求，人们采用一些简单的自控设备将手动溶解设备改造成半自动设备，即增加液位计，低液位时报警人们投药和加水；也可以将自来水的投加设为自动，液位低后自来水自动补满，搅拌器动作，然后报警提醒手动投药。
无论是手动和半自动设备都没法解决高分子絮凝剂溶解过程产生的所谓“鱼眼”现象，此外固体高分子絮凝剂本身溶解速度过慢、溶液过黏不易操作等问题也影响到实际溶液的配制。固体高分子絮凝剂溶解过程最重要的是药剂少量均匀的投加，因此采用自动给粉设备的全自动高分子絮凝剂溶解设备是彻底解决高分子絮凝剂溶解过程诸多问题的根本。一个功能比较完备的高分子絮凝剂自动给粉机应该满足以下要求：1、设备能够自动停止和启动完成给粉、溶药的过程；2、可以根据要求调节配置溶液的浓度；3、设备应该适应各种运行环境和药剂种类，如针对絮凝剂易受潮的特性在潮湿环境下应该采取一定的保护措施。
一个典型的高分子絮凝剂自动给粉机的工艺图如下所示：
图1 高分子絮凝剂自动给粉机工艺示意图
在自来水管道上设置一个电动阀门，根据控制柜发出的起闭命令控制溶药过程水的投加，溶药箱和溶液箱中都有一个搅拌机，前者满足高分子和水的充分混合，后者完成溶解过程。液位计保证工艺的连续性，如果液位到低点，首先自来水电动阀门开启，自动加水，搅拌机1和2同时启动，投粉机延迟5s后开启。液位计多采用电极式液位计，也有采用超声波液位计。给粉设备是整个设备的关键部分，在设备运行过程中，给粉器要连续定量地加入高分子絮凝剂，加药量和时间应该是一个线性的直线函数，少量均匀投加高分子固体，只有这样才能保证絮凝剂溶解过程不发生高分子结团的“鱼眼”现象。给粉器的给粉量可以调节以配置不同浓度的溶液，这一般通过采用可调速电机来实现。在停止加药时，设备还有自动隔离溶药箱中的药剂和外界湿空气的能力，也可以在加药口处设加热器防止高分子药剂的潮解。这点对于高分子絮凝剂自动给粉机的安全运行是很重要的，在一些工程中曾经发生絮凝剂潮解凝固后损坏给粉器的事故。
给粉器的种类很多，图2和图3是两种实际使用的给粉器的示意：
图2 螺旋杆给粉器原理示意图
图3轮式给粉器原理示意图
图2是一种螺旋杆给粉器，利用螺旋杆转动的力将高分子絮凝剂不断推到投药口，这种设备对固体药量的调整较为精密，螺旋杆分主杆和辅杆，主杆是内圈直径较小的螺旋杆，它主要控制药剂的投加；而辅杆是外圈直径较大的螺旋杆，主要是扰动储料箱中的高分子絮凝剂，为主杆区供料。主杆和辅杆的转动都通过调速电机来调整转速。在投料口处安装了电热丝，使得附近形成一个干燥的环境，避免设备停运时间过长时高分子絮凝剂的潮解板结。螺旋杆给粉器由于结构简单在高分子絮凝剂溶解设备上采用较多，比如OBL公司的系列设备上主要采用了该给粉器。
图3是一种轮式给粉器，在储料箱和卸料轮之间有一条狭缝，调速电机驱动卸料轮转动，高分子絮凝剂从细缝处落下，卸料轮转动的同时形状不规则的橡胶给料轮也在转动，使震动片发生形变，高分子絮凝剂落入溶解池中。该设备震动片和卸料轮处密封较好，避免水气上升高分子受潮。轮式给粉器的设备和螺旋杆给粉器相比，设备体积较大，药剂投加量大，所以较多用在城市水厂等水量较大的场合。
当然给粉器的种类很多，可以利用各种方式来控制粉剂的投加，达到自动溶解的目的。目前国内高分子絮凝剂自动溶解设备的种类还不如国外多，调整精度也不如国外，伴随各种高分子絮凝剂的大量应用，相信自动溶解设备的应用场合会增加。
参考文献：
1、《给水排水设计手册》，第12册，器材与装置，607~611
2、OBL公司高分子絮凝剂自动溶解设备样本
3、宏阳株式会社PAF系列高分子絮凝剂自动溶解设备样本