常 華，趙 宇，于益群，許德凱

（天津泰達水業(yè)有限公司，天津300457）

1 灤河水水質(zhì)分析

灤河水是天津市主要飲用水水源，經(jīng)“引灤入津”工程進入天津薊縣境內(nèi)的于橋水庫，隨著季節(jié)的變化，水質(zhì)有明顯的分期現(xiàn)象。按其一年四季水質(zhì)中的水溫、濁度的變化以及藻類的生長情況大致可以將灤河水源水質(zhì)劃分為三個水質(zhì)期。

（1）低溫低濁期（12月下旬～次年3月中旬）：濁度較低，平均值為4.4NTU，變化范圍為2.7～10NTU；耗氧量處于3～4.8mg/L之間；藻類生長受到抑制，葉綠素平均為10μg/L；

（2）常溫常濁期（3月下旬～6月上旬，10月中旬～12月中旬）：濁度稍高，平均為8.5NTU；耗氧量處于3～4.8mg/L之間；常溫期的葉綠素雖然也平均為10μg/Lg/L，但常溫期的葉綠素最高可達到24μg/L；

（3）高溫高藻期（6月中旬～10月上旬）：濁度較高，變化范圍為11～29NTU，平均為27NTU；耗氧量較高，平均為5.2mg/L，最高達到6.14mg/L，超過了水源水質(zhì)標準的Ⅲ類；藻類生長旺盛，葉綠素達到一年內(nèi)的最高值，平均為37μg/Lg/L，最高達60μg/L，超過了水源水質(zhì)的Ⅳ類標準。

整個水質(zhì)年內(nèi)水質(zhì)變化較大，這就加大了給水處理難度。因此，本文分三個水質(zhì)時期，通過小試試驗、中試試驗得出了各個水質(zhì)時期，不同預(yù)處理條件下的混凝藥劑投加組合條件。

2 試驗部分

2.1 試驗安排

試驗按照三個水質(zhì)時期的特性安排，每個時期分為兩部分，分別進行混凝小試試驗和中試試驗，具體安排如表1所示。

表1 試驗安排進度

2.2 試驗方法

2.2.1 小試試驗

采用六聯(lián)攪拌器進行，向1L水樣中分別加入聚合氯化鋁、三氯化鐵進行混凝沉淀試驗。試驗分為三個方面，分別選擇藥劑同時投加還是分點投加；分點投加時，鋁鹽在前還是鐵鹽在前；分點投加時，兩種藥劑間隔多久投加為好。試驗條件如表2所示。試驗程序結(jié)束后，取上清液測量濁度。

表2 混凝小試試驗條件

2.2.2 中試試驗

中試系統(tǒng)采用與生產(chǎn)條件一致的工藝流程，如圖1所示。其中，預(yù)加氯與預(yù)臭氧不同時投加。各單元運行參數(shù)如表3所示。

圖1 中試系統(tǒng)工藝流程

表3 中試各單元運行參數(shù)

2.2.3 試驗要求

混凝小試試驗的試驗條件按照實際生產(chǎn)條件設(shè)定，沉淀后濁度≤1.0NTU，取優(yōu)者；中試水廠試驗要求生產(chǎn)線連續(xù)穩(wěn)定運行1d以上后進行測定，濾后水濁度≤0.3NTU。

3 結(jié)果與討論

3.1 混凝小試試驗

3.1.1 最佳混凝條件的確定

通過三組混凝試驗，綜合藥劑投加量、成體情況、沉后濁度等幾個方面的效果，確定最佳混凝條件為：鋁鹽鐵鹽分點投加，先加鐵鹽，后加鋁鹽，中間間隔時間大于2min為宜。將該試驗結(jié)論應(yīng)用于中試水廠并結(jié)合生產(chǎn)中的藥劑投加預(yù)留點，選擇投加點為預(yù)臭氧接觸池前加三氯化鐵，機械攪拌混合池前加聚合氯化鋁。

3.1.2 各水質(zhì)時期的混凝小試試驗結(jié)果

按照前述確定的最佳混凝條件，分別進行了三個水質(zhì)時期的混凝小試試驗，所得結(jié)果如表4所示。

表4 各水質(zhì)時期的混凝小試試驗結(jié)果

3.2 中試試驗

按照試驗計劃，在不同水質(zhì)時期，進行了不同預(yù)處理條件下的中試試驗，每種試驗條件連續(xù)穩(wěn)定運行一周，主要考察指標為出水的濁度和耗氧量（CODMn），每天測定一次。濁度采用HACH2100Q便攜式濁度儀測定，耗氧量（CODMn）采用酸性高錳酸鉀滴定法測定。

試驗的初始條件按照混凝小試給出的試驗結(jié)果設(shè)定，繼而根據(jù)濾前濾后水的出水濁度進行微調(diào)，在保證濾前水濁度≤1.0NTU，濾后水濁度≤0.3NTU的前提下，盡量降低混凝藥劑的投加量，以達到節(jié)能降耗的目的。不同水質(zhì)時期，不同預(yù)處理條件下，所得的灤河水處理方式總結(jié)如下。

3.2.1 低溫低濁期

進行了三種條件的試驗，常規(guī)工藝（無預(yù)處理）、預(yù)加氯（1.0mg/L）條件下、預(yù)臭氧（0.8mg/L）條件下的混凝試驗，每種試驗條件連續(xù)穩(wěn)定運行一周，取濾后水試驗結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2 低溫低濁期各工藝濁度去除率

圖3 低溫低濁期各工藝耗氧量去除率

其中，各工藝所對應(yīng)的藥劑投加量如表5所示。

表5 低溫低濁期各工藝的投藥量及處理效果

由上述圖表可知：

（1）低溫低濁期，如使用常規(guī)工藝，則鋁鹽投加20mg/L，鐵鹽投加15mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為94.25%，耗氧量平均去除率為32.62%；如使用預(yù)加氯工藝，在1.0mg/L的投加量下，鋁鹽投加15mg/L，鐵鹽投加15mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為96.84%，耗氧量平均去除率為41.08%；如使用預(yù)臭氧工藝，在0.8mg/L的投加量下，鋁鹽投加10mg/L，鐵鹽投加10mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為96.84%，耗氧量平均去除率為45.92%。

（2）低溫低濁期，在同樣的生產(chǎn)條件下，經(jīng)預(yù)臭氧工藝處理后的水質(zhì)效果比其它工藝優(yōu)化很多，也有了較多的節(jié)藥空間，但綜合考慮運行成本（預(yù)臭氧系統(tǒng)電耗較高）、出水水質(zhì)，在滿足水質(zhì)內(nèi)控指標的條件下，建議使用預(yù)加氯工藝。

3.2.2 常溫常濁期

進行了三種條件的試驗，常規(guī)工藝（無預(yù)處理）、預(yù)加氯（1.2mg/L）條件下、預(yù)臭氧（0.8mg/L）條件下的混凝試驗，試驗結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4 常溫常濁期各工藝濁度去除率

圖5 常溫常濁期各工藝耗氧量去除率

其中，各工藝所對應(yīng)的藥劑投加量如表6所示。

表6 常溫常濁期各工藝的投藥量及處理效果

由上述圖表可知：

（1）常溫常濁期，如使用常規(guī)工藝，則鋁鹽投加20mg/L，鐵鹽投加20mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為97.77%，耗氧量平均去除率為31.05%；如使用預(yù)加氯工藝，在1.2mg/L的投加量下，鋁鹽投加15mg/L，鐵鹽投加15mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為99.03%，耗氧量平均去除率為43.57%；如使用預(yù)臭氧工藝，在0.8mg/L的投加量下，鋁鹽投加15mg/L，鐵鹽投加10mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為99.03%，耗氧量平均去除率為47.05%。

（2）常溫常濁期，在同樣的生產(chǎn)條件下，預(yù)加氯的處理效果已較優(yōu)，藥耗也不高，從運行成本角度考慮，在滿足出水水質(zhì)的條件下，建議采用預(yù)加氯工藝。

3.2.3 高溫高藻期

進行了兩種條件的試驗，預(yù)加氯（1.5mg/L）條件下、預(yù)臭氧（1.2mg/L）條件下的混凝試驗，如圖6、圖7所示。由于該時期原水耗氧量和藻類計數(shù)、葉綠素較高，因此處理工藝中增加了活性炭的投加，投加點與聚合氯化鋁的點一致，投加量為10mg/L。

圖6 高溫高藻期各工藝濁度去除率

圖7 高溫高藻期各工藝耗氧量去除率

其中，各工藝所對應(yīng)的藥劑投加量如表7所示。

表7 高溫高藻期各工藝的投藥量及處理效果

由上述圖表可知：

（1）高溫高藻期，如使用預(yù)加氯工藝，在1.5mg/L的投加量下，鋁鹽投加20mg/L，鐵鹽投加15mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為98.63%，耗氧量平均去除率為55.37%；如使用預(yù)臭氧工藝，在1.2mg/L的投加量下，鋁鹽投加15mg/L，鐵鹽投加15mg/L，可以滿足出水水質(zhì)，濁度平均去除率為99.07%，耗氧量平均去除率為62.74%。

（2）高溫高藻期，從濁度和耗氧量指標來看，預(yù)加氯與預(yù)臭氧工藝均可滿足出水水質(zhì)要求，但是綜合考慮以往的運行經(jīng)驗［1］以及高藻期水體中三鹵甲烷的前驅(qū)物質(zhì)含量較高，這一時期的水處理工藝仍建議使用預(yù)臭氧工藝。

4 結(jié)論

（1）由混凝小試試驗可知，適合灤河水的最佳混凝條件為：鋁鹽鐵鹽分點投加，先加鐵鹽，后加鋁鹽，中間間隔時間大于2min為宜。

（2）針對灤河水不同水質(zhì)時期的水質(zhì)特點，建議：低溫低濁期采用預(yù)加氯工藝，投加量為1.0mg/L，聚合氯化鋁15mg/L，三氯化鐵15mg/L；常溫常濁期采用預(yù)加氯工藝，投加量為1.2mg/L，聚合氯化鋁15mg/L，三氯化鐵15mg/L；高溫高藻期采用預(yù)臭氧工藝，投加量為1.2mg/L，聚合氯化鋁15mg/L，三氯化鐵15mg/L，活性炭10mg/L，可以滿足出水水質(zhì)的要求。

［1］孫淑琴，常 華，李建科.控制消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷的實踐研究［J］.水處理技術(shù)，2013，39（4）：112～115.