梁曉寧

（寧夏水投清水源水處理科技有限公司，銀川 750411）

銀川城鄉(xiāng)西線供水工程擬在青銅峽水庫(kù)左岸新建黃河金沙灣泵站，引水通過(guò)5.3 km 壓力管線進(jìn)入西夏渠。改造西夏渠65 km，全年輸水，并擴(kuò)建西夏水庫(kù)，作為銀川市的沉沙調(diào)蓄水庫(kù)，然后將以黃河水為原水的水庫(kù)水引入凈水廠，經(jīng)凈化處理后向銀川市城區(qū)供水。本工程凈水廠處理工藝的設(shè)計(jì)處理水量為50 萬(wàn)m/d，冬季，在低溫低濁度進(jìn)水的情況下，出水滿足國(guó)標(biāo)要求；夏季，該工藝能承受3 000 mg/L 的高濁度沖擊，在高濁度下有短暫適應(yīng)性，出水滿足國(guó)標(biāo)要求。

1 水處理工藝的選擇

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，冬季，寧夏以黃河水為原水的水庫(kù)水溫經(jīng)常小于5 ℃，其屬于較難處理的低溫低濁度水；夏季，雨水較多，可能產(chǎn)生高濁度水。低溫低濁度水有兩大特點(diǎn)。一是水溫較低，水分子運(yùn)動(dòng)較慢，碰撞概率較??；二是水濁度低，水中膠體顆粒少，運(yùn)動(dòng)能力低，碰撞機(jī)會(huì)少，混凝形成的絮體較輕、較細(xì)，沉淀速度較慢，不易下沉，懸浮在水中，很難通過(guò)沉淀從水中分離出去，導(dǎo)致出水超標(biāo)。本工程的出水各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的要求，出水濁度要小于1.0 NTU?？紤]到管道輸送過(guò)程存在二次污染，本次設(shè)計(jì)將凈水廠出水濁度控制在不大于0.5 NTU。

對(duì)于以黃河水為原水的水庫(kù)水，通常采用常規(guī)飲用水處理工藝，即先投加混凝劑進(jìn)行混凝、沉淀和過(guò)濾，然后投加次氯酸鈉消毒。本工程的原水水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）的Ⅱ～Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，是較為理想的城市供水集中水源，經(jīng)處理，出水可以滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的要求。

2 混凝劑選擇方案

混凝劑是給水處理中最重要的藥劑之一，其對(duì)原水的適應(yīng)性直接影響水處理工藝的運(yùn)行效果和工程投資。目前，凈水廠常選用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，配合投加聚丙烯酰胺（PAM）作為助凝劑，加強(qiáng)對(duì)膠體顆粒的架橋和網(wǎng)捕作用，從而達(dá)到良好的混凝效果。

近年來(lái)，人們對(duì)低溫低濁度條件下的混凝劑投加品種、方式和劑量做了大量研究。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDM）聚合有機(jī)混凝劑的使用劑量較低，去除效果優(yōu)于PAC，但是其價(jià)格和來(lái)源容易受到限制；復(fù)合鋁鐵鹽混凝劑的濁度去除效果優(yōu)于鋁鹽，同時(shí)可以降低出水金屬鋁的含量；PAM 與PDM的復(fù)合比例越低、PDM 特征黏度越高，復(fù)合混凝劑的脫濁效果越好。本設(shè)計(jì)中，冬季單獨(dú)投加高效絮凝劑（HACC），夏季單獨(dú)投加PAC；另外，冬季可組合投加PAC 和PAM。

3 混凝劑投加調(diào)試情況

3.1 HACC 投加情況

凈水廠自2019年11月6日開始調(diào)試，水源為西夏水庫(kù)，調(diào)試時(shí)間為冬季。冬季水庫(kù)水溫經(jīng)常小于5 ℃，濁度為2.0 ～4.5 NTU，其屬于難以處理的低溫低濁度水。為保證調(diào)試效果，采用HACC 作為調(diào)試藥劑。HACC 是一種復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子混合劑，該混合劑活性基團(tuán)針對(duì)性強(qiáng)，基團(tuán)活性及水解性能受溫度影響小，其適用于北方冬季低溫低濁度條件下的強(qiáng)化混凝處理，低溫低濁度條件更能顯現(xiàn)其高效的混凝效果。HACC 對(duì)有機(jī)物含量高的地表水源、富營(yíng)養(yǎng)湖庫(kù)水源的適應(yīng)性強(qiáng)，去除有機(jī)物和藻類的效果突出。

自調(diào)試以來(lái)，制水506 萬(wàn)m，使用HACC（濃度10%）約580 t。調(diào)試期間，單位藥耗為12 mg/L，沉淀池出水濁度可以控制在0.5 ～2.0 NTU，水廠出水濁度可以控制在0.1 ～0.3 NTU，滿足設(shè)計(jì)要求。2020年1月12日開始給銀川市民供水，日平均供水量約為6 萬(wàn)m，供水期間藥耗約為10 mg/L。HACC在冬季低溫低濁度條件下具有良好的適應(yīng)性，但其造價(jià)較高，冬季過(guò)后氣溫逐漸升高，建議將混凝劑替換為PAC。

3.2 PAC 投加情況

進(jìn)入2020年5月，隨著氣溫的升高，水庫(kù)水溫逐漸上升，超過(guò)7 ℃。金沙灣泵站開機(jī)為西夏水庫(kù)蓄水，水庫(kù)水位逐漸升高，凈水廠進(jìn)水濁度變大，超過(guò)4 NTU，基本達(dá)到PAC 的投加條件。5月20日，混凝劑改為PAC，投加量為6 ～12 mg/L。

3.3 PAC 和PAM 組合投加

PAC 在我國(guó)北方低溫低濁度原水地區(qū)有廣泛的應(yīng)用，尤其是黃河水源凈水廠，其水解形態(tài)穩(wěn)定，受低溫影響較小，可充分發(fā)揮吸附架橋作用；PAM 作為助凝劑，國(guó)內(nèi)大量?jī)羲畯S有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，效果良好，投加PAM 可以明顯減少鋁鹽混凝劑用量。PAM對(duì)低溫低濁度水有良好的助凝效果，形成的礬花明顯比無(wú)助凝劑時(shí)大。從剩余濁度來(lái)看，在少量PAM 存在的情況下，除濁效果明顯好轉(zhuǎn)。當(dāng)PAC 單獨(dú)投加，水質(zhì)不理想時(shí)，可組合投加PAC 和PAM。目前單獨(dú)投加PAC，出水已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，投加量較?。s 7 mg/L），效果顯著，冬季可采用組合投加方式。

3.4 藥劑投加調(diào)試結(jié)果

根據(jù)2019年11月至2020年6月凈水廠的運(yùn)行情況，本文提出了3 種混凝劑投加方案，如表1 所示。一是凈水廠混凝劑優(yōu)先采用PAC，投加量控制在6 ～14 mg/L。凈水廠化驗(yàn)室應(yīng)每日進(jìn)行燒杯試驗(yàn)，按照試驗(yàn)結(jié)論指導(dǎo)凈水廠生產(chǎn)。二是單獨(dú)投加PAC，藥劑投加量超過(guò)14 mg/L，水質(zhì)不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，組合投加PAC 和PAM。三是冬季處理低溫低濁度水，優(yōu)先采用PAC 和PAM 組合投加方式，若處理效果不理想，則投加HACC，投加量約為10 mg/L。

表1 3種混凝劑投加方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

4 消毒劑投加調(diào)試情況

飲用水清毒劑須具有廣譜殺菌能力、消毒性能持久、副產(chǎn)物少、使用安全方便的特性。目前，給水處理工藝普遍使用的消毒劑主要有液氯、氯胺、二氧化氯、臭氧和次氯酸鈉，另外可采用紫外線（UV）消毒。本工程采用次氯酸鈉+紫外線的組合消毒工藝。次氯酸鈉溶液危險(xiǎn)性較小，投加簡(jiǎn)單，同時(shí)能有效解決液氯、氯胺、二氧化氯等氯系消毒劑所存在的劇毒性，儲(chǔ)存不方便等問(wèn)題，消除安全隱患。其消毒效果好，操作安全，使用方便，易于存儲(chǔ)，對(duì)環(huán)境無(wú)害。下面結(jié)合次氯酸鈉消毒工藝，重點(diǎn)分析次氯酸鈉投加調(diào)試情況。

4.1 次氯酸鈉消毒工藝的選擇

目前，次氯酸鈉消毒有兩種方式，一種為投加成品次氯酸鈉溶液，另一種是用電解鹽制取次氯酸鈉溶液投加。本工程處理水量較大，消耗的次氯酸鈉溶液較多，如采用成品次氯酸鈉，涉及周期性的溶液補(bǔ)充，運(yùn)行管理較為煩瑣，特別是10%濃度成品次氯酸鈉易揮發(fā)，濃度會(huì)隨溫度、使用時(shí)間降低，所以成品次氯酸鈉的儲(chǔ)存要求較高。但在線次氯酸鈉發(fā)生器不會(huì)存在以上問(wèn)題，0.8%濃度的次氯酸鈉較為穩(wěn)定，根據(jù)水量、投加量可隨時(shí)調(diào)整生成量，運(yùn)行維護(hù)管理便捷。另外，從運(yùn)行成本分析可以看出，成品次氯酸鈉消毒成本高于在線次氯酸鈉發(fā)生器消毒成本。因此，通過(guò)綜合比較，本工程采用在線次氯酸鈉發(fā)生器。

4.2 藥劑投加調(diào)試結(jié)果

凈水廠按兩級(jí)加氯設(shè)計(jì)，前加氯在進(jìn)水總管上，主要用于滅活原水中的藻類等，后加氯有2 個(gè)投加點(diǎn)，一個(gè)在濾池前，一個(gè)在清水池進(jìn)水總管上，以保證管網(wǎng)中的余氯量。前加氯按最大投加量2 mg/L 設(shè)計(jì)，可按原水藻類含量不定期投加；濾前加氯按最大投加量1 mg/L 設(shè)計(jì)，投加點(diǎn)位于濾池前渠道。后加氯按最大投加量1 mg/L 設(shè)計(jì)，通過(guò)清水池接觸消毒。

經(jīng)檢測(cè)，西夏水庫(kù)原水藻類含量較低，前加氯按照1.2 mg/L 投加，根據(jù)藻類變化情況增減，可基本消除藻類。后加氯按照0.7 mg/L 投加，根據(jù)出廠水質(zhì)變化情況增減，經(jīng)過(guò)清水池接觸消毒后，水廠出水余氯可達(dá)到0.3 mg/L。濾前加氯暫時(shí)不開展，根據(jù)濾砂表面細(xì)菌含量確定是否投加。當(dāng)反沖洗時(shí)間沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，濾池可能無(wú)法正常過(guò)濾，濾砂表面會(huì)產(chǎn)生白色固體，原因可能是高溫天氣投加高分子藥劑使濾砂表面形成生物膜。如發(fā)現(xiàn)濾砂表面形成一層硬塊，應(yīng)對(duì)濾砂表面進(jìn)行化驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)細(xì)菌含量很高，應(yīng)在濾前進(jìn)行加氯，可先按照0.5 mg/L 投加，但根據(jù)凈水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合寧夏黃河水的水質(zhì)情況，出現(xiàn)這種情況的概率較低。

5 結(jié)論

運(yùn)行調(diào)試初期，凈水廠進(jìn)水量為10 萬(wàn)m/d，后期實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，進(jìn)水量為50 萬(wàn)m/d。運(yùn)行期間，凈水廠不斷優(yōu)化給水處理工藝，合理進(jìn)行藥劑選型，使出水濁度始終保持在0.5 NTU 以下，保證銀川市城區(qū)正常供水，節(jié)省大量地下水資源。