王春暉 李 瑞
(巢湖市水業(yè)有限公司,安徽巢湖 238000)
近年來,由于工農(nóng)業(yè)污染物排放,對水源造成大量污染,導(dǎo)致水中藻類物質(zhì)快速生長[1]。含藻源水進(jìn)入凈水廠后,對制水生產(chǎn)工藝、藥耗以及構(gòu)筑物池壁都會產(chǎn)生極大的不利影響。
藻類的存在導(dǎo)致水中pH 值升高,溶解氧增加,生長著和死亡的藻類使水中有機物增加,藻類降解產(chǎn)物中含有四氯乙烷、二甲基二硫化物等毒性物質(zhì),能引起人、動物中毒。由于水質(zhì)的變化,常規(guī)工藝處理過程中礬花密度降低,沉淀去除率下降,導(dǎo)致需要投加大量的混凝劑。同時,藻類物質(zhì)在濾池中可大量繁殖,使濾料層堵塞,過濾周期縮短,減少產(chǎn)水量,增加沖洗水量及氯耗并影響出水水質(zhì)。
巢湖市水業(yè)有限公司下屬二水廠位于巢湖閘附近,于1999 年竣工完成,設(shè)計制水總能力為8×104m3/d,夏季供水高峰期,超負(fù)荷制水生產(chǎn)。凈水工藝采用絮凝反應(yīng)、平流沉淀、濾池過濾、消毒處理工藝,工藝流程圖如下:
圖1 巢湖二水廠工藝流程
巢湖是我國第五大淡水湖,為半封閉型水域,由于工農(nóng)業(yè)排污量的增加,使巢湖水體污染嚴(yán)重,湖泊中有機污染物、氮磷等富營養(yǎng)化物質(zhì)大量累積[2],導(dǎo)致藻類繁殖生長。每年5 ~10 月份夏秋季節(jié),藻類生長極為旺盛,易發(fā)生水華現(xiàn)象。大量的藻類嚴(yán)重地破壞了水體生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定,直接影響到城市自來水企業(yè)的制水生產(chǎn)過程和水質(zhì)[3]。巢湖二水廠原水取自巢湖,取水頭部靠近湖岸邊且離廠區(qū)較近。經(jīng)近幾年原水檢測發(fā)現(xiàn),夏季高藻期,藻含量大于1 億個/L,pH 值9.60 左右,耗氧量大于6mg/L,給常規(guī)制水工藝帶來極大困難。
巢湖二水廠為常規(guī)制水工藝,夏季高溫期間,面對不斷增長的巢湖高藻水,正常凈水原材料的投加,無法保證出廠水水質(zhì)狀況。針對高藻水和常規(guī)凈水工藝不可改等現(xiàn)狀,通過工藝模擬攪拌實驗、制水工藝生產(chǎn)、水質(zhì)檢測分析等,找出了以下應(yīng)對措施,確保了出廠水水質(zhì)。
通過次氯酸鈉氧化作用去除大部分藻類,藻類暴發(fā)時在廠內(nèi)集水井投加次氯酸鈉,保證反應(yīng)池出水口余氯含量在0.5 ~0.6mg/L,沉淀池出口水余氯含量在0.1 ~0.2mg/L,嚴(yán)格控制余氯量,防止出現(xiàn)消毒副產(chǎn)物超標(biāo)現(xiàn)象。
高藻期間,原水pH 值較高,在反應(yīng)池前端投加三氯化鐵,可以有效降低水中pH 值,提高凈水劑混凝效果。實時監(jiān)控反應(yīng)池出水pH 值,及時調(diào)整三氯化鐵投加量,保證反應(yīng)池出水pH 值在7.5 ~7.8 之間,確?;炷Ч?/p>
常規(guī)混凝之前采用高錳酸鉀預(yù)氧化,可以明顯提高顆粒物及藻去除率。在反應(yīng)池前端投加高錳酸鉀,保持反應(yīng)池中端顏色微紅。
粉末活性炭(PAC)具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,可有效吸附水中溶解度小、親水性差、極性弱的有機物,因而能獲得較好的除嗅效果。由于粉末活性炭呈還原性,高錳酸鉀呈氧化性,為加強兩者的協(xié)同作用,在高錳酸鉀前端投加活性炭。
在原水藻類暴發(fā)期時澄清池因上升流速過快導(dǎo)致出水濁度升高,通過提高混凝劑的投加量,增加混凝效果,提升對藻類的沉淀率。
濾池在藻類堵塞的情況下,縮短過濾周期,提前進(jìn)行反沖洗,并視堵塞嚴(yán)重程度進(jìn)行表面清理、漂粉精浸泡除藻等措施。
藻類暴發(fā)前,每天對原水和出廠水的藻類數(shù)量、氨氮、耗氧量進(jìn)行檢測,及時發(fā)出預(yù)警信息。藻類暴發(fā)后,需24 小時不間斷對原水、沉淀池出水、砂濾池出水、出廠水進(jìn)行常規(guī)檢測,增加對反應(yīng)池出水以及沉淀池出水余氯量監(jiān)測,同時每日觀測取水口附近藻類聚集情況、原水溫度、天氣狀況。
巢湖藍(lán)藻暴發(fā)后,增加對水質(zhì)檢測頻次,每一小時一次對原水、沉淀出口水、砂濾出水、出廠水水質(zhì)進(jìn)行檢測,找出合理的藥劑投加量。根據(jù)高藻期間制水運行結(jié)果,總結(jié)出不同原水在不同藻含量和pH 值時,藥劑的投加量及投加組合,為以后制水生產(chǎn)提供參考。
藥劑投加組合及投加范圍如下:
生產(chǎn)中具體實踐,以2020 年8 月19 日二水廠水質(zhì)為例,當(dāng)日藥劑投加量及水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表:
表2 凈水藥劑投加量
表3 原水、過程水及出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)
8 月19 日原水pH 值在9.30 ~9.60 之間,藻含量10100 萬個/L,給制水帶來很大的負(fù)擔(dān)。通過增加次氯酸鈉、三氯化鐵、高錳酸鉀和粉末活性炭投加,殺滅藻類物質(zhì),氧化有機物,降低原水pH 值,增加了原水絮凝效果,有效的保證了出廠水水質(zhì)。
藥劑投加組合及投加范圍如下:
表4 凈水藥劑投加范圍
生產(chǎn)中具體實踐,以2020 年8 月28 日二水廠水質(zhì)為例,當(dāng)日原材料投加量及水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表:
表5 凈水藥劑投加量
表6 原水、過程水及出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)
08 月28 日原水pH 值在8.50 ~9.00 之間,藻含量2420 萬個/L。原水次氯酸鈉、三氯化鐵、高錳酸鉀、活性炭投加量分別為15.0Kg/Km3、7.34Kg/Km3、0.12Kg/Km3、12.37Kg/Km3, 反應(yīng)池出口pH 值在7.56 左右,保證了凈水劑絮凝沉淀效果。
藥劑投加組合及投加范圍如下:
表7 凈水藥劑投加范圍
生產(chǎn)中具體實踐,以2020 年9 月29 日二水廠水質(zhì)為例,當(dāng)日原材料投加量及水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表:
表8 凈水藥劑投加量
表9 原水、過程水及出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)
9 月29 日原水的pH 值最高為7.96,濁度最高為76.3NTU,色度20,藻類數(shù)量僅為468 萬個/L。根據(jù)原水水質(zhì)情況,二水廠凈水原材料投加種類減少,僅投加高錳酸鉀和聚合氯化鋁鐵,投加量按正常量投加;通過不間斷觀察二水廠各過程水工藝狀況以及指標(biāo)檢測,二廠出廠水pH 值平均為7.72,濁度為0.16NTU,色度小于5,全天余氯值均在0.5mg/L 左右,出廠水藻類數(shù)量僅為1 萬個/L,所有指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)范圍。
夏季高藻期間,通過攪拌實驗、連續(xù)跟蹤檢測,及時調(diào)整藥劑投加量及投加組合,保證了供水安全。8 ~9 月期間出廠水及管網(wǎng)水部分指標(biāo)平均結(jié)果見表10。
表1 凈水藥劑投加范圍
表10 出廠水水質(zhì)分析部分指標(biāo)
在高藻期間,根據(jù)原水水質(zhì)情況,應(yīng)及時調(diào)整制水處理工藝。實踐分析顯示,通過原水投加次氯酸鈉、高錳酸鉀、活性炭等,強化常規(guī)處理工藝,可有效去除水中藻類,增強絮凝效果,保證出廠水水質(zhì)安全。