微污染高藻水源水的处理措施——以沧州大浪淀水库水为例

左红芬,刘秉贵

(沧州市供水排水集团,河北 沧州 061001)

我国北方城市饮用水水源以地表水为主,微污染现象较为严重,致使给水处理难度加大。河北省沧州市饮用水水源地大浪淀水库是以黄河水为水源的平原水库,库容 1.003亿 m3,为大Ⅱ型地表水水库,每年冬季开始蓄水,蓄水量约4000～6000万m3,以满足沧州市工业用水和生活用水的需要。自1997年水库投入运营后,由于水体流动性很小,每年夏季高温季节(6～10月份)水库水用尽待蓄,有机物浓度高,水体耗氧有机物常释放出大量的营养物质,曾经多次造成水库源水水质突变,使水处理难度增加。沧州市东水厂根据每年水库源水水质的变化情况,通过合理选择混凝剂、投加助凝剂、投加粉末活性碳或高锰酸钾预氧化等措施,合理调整水厂运行工艺,解决了源水难以处理的问题。文中针对2010年大浪淀水库源水水质突变情况,通过分析研究,总结出为保证供水水质采取的一系列应对措施。

1 沧州东水厂生产中出现的问题

自 5月中旬以来,由于气温升高,源水浑浊度明显增高,达到10.0 NTU,按照源水10 mg/L的混凝剂投加量投加,东水厂不能保证沉后水浊度小于2.0 NTU的水质要求,滤后水浊度也明显升高。自6月18日,源水水质再次恶化,藻类数量明显增加,源水浊度达到 28.0 NTU,在加药量20 mg/L的情况下,东水厂出现了混凝效果较差,形成的絮体矾花不下沉,沉后水浊度达到4.0 N TU以上,滤池截留效果很差,藻类穿透滤池,滤后水、出厂水浊度指标处于临界限值(1.0 NTU)[1]的情况。

2 水处理难度加大的原因分析

2.1 源水水质变化情况

为了了解源水水质的变化情况,先后走访了同样引用黄河水为源水的德州水厂和济南水厂。经过对源水水质进行分析并且和德州、济南水厂的源水水质比对,发现沧州东水厂的源水与德州水厂和济南水厂的源水水质很多指标并不相同。其原因在于为德州水厂和济南水厂供水的水库,每年蓄水3～4次,水库蓄水的更新周期短,水体中有机物含量相对较少,藻类含量较低。

沧州大浪淀水库每年冬季蓄水一次,且到夏季时水库水位较低,水库水用尽待蓄,温度高,有机物浓度高,水体耗氧有机物常释放出大量的营养物质——氮、硫、磷等,为水生植物和藻类的大量繁殖提供了足够的营养物质和适宜的环境条件[2]。图1～图3为 20100年 1～6月份水库源水水质变化情况。

由图1～图3可以看出,2010年1～6月份大浪淀水库源水水质除pH值基本稳定外,藻类含量、浊度、氨氮等指标均随着气温的升高而明显上升。

图3 2010年1～6月份源水氨氮含量变化曲线

2.2 水库源水的特点

经过分析比对,2010年沧州大浪淀水库源水具有以下特点。

1)pH值偏高：源水的 pH值最高为 8.61,最低为7.7,普遍偏高。

2)源水浊度高：入夏以来,天气变化异常、气温变化较大、且刮风天气较多,由于水体自身交换,水库运行多年使水中有机物杂质较多,水中藻类含量多,致使源水浊度较高,最高时达到 28 NTU。

3)含藻量增加：化验数据显示,源水藻类数量由原来的 2000万个 /L,增加至 8000万个/L;藻类优势种群为硅藻,约占藻类总量比例为 80%。

4)水库水位较往年偏低：2010年大浪淀水库的蓄水时间为 2009年 12月初,较2009年提前了一个多月,夏季沧州市区日平均供水量为10.1万m3,较2009年同期有所增加,同时南皮、孟村、盐山、黄骅、杨埕水库自2010年开始从大浪淀引水,水库的出库水量增加,使水库水位较 2009年同期下降了 0.6 m。

3 应对措施

东水厂是沧州市供水排水集团下属的给水处理厂,水处理采用常规水处理工艺,包括混凝、沉淀、过滤、消毒[3]。其中沉淀池为平流沉淀池,滤池为普通石英砂快滤池。东水厂建于1995年,至今已有 15年的历史,水处理工艺相对于沧州大浪淀水库的高藻水源水来说,处理难度较大,但经过几年来的运行,在给水处理过程中采取了一系列有效措施,确保了沧州市区居民的饮水安全,在处理高藻水源水方面积累了一些经验。

3.1 加强对源水的预氧化

大浪淀水库供水泵站引水口设有次氯酸钠预氧化工艺,在源水水质突变前,次氯酸钠投加量为20 mg/L。当源水水质发生突变后,次氯酸钠投加量提高至40 mg/L,保持源水进入水厂配水井时余氯在0.1～0.2 mg/L。

3.2 投加助凝剂并增加混凝剂投加量

东水厂水处理混凝剂采用聚合氯化铁铝,产品选用了淄博鲁净化工有限公司生产的混凝剂。源水水质突变后,开始增投 HAC(聚二甲基二烯丙基氯化铵)助凝剂并增加混凝剂投加量。经过大量的烧杯混凝试验和水厂混凝剂不同投加量情况的生产对比试验,确定了混凝剂最佳投加量为50 mg/L,较水质变化前大幅度提高;助凝剂投加量控制低于 0.5 mg/L。在这种生产条件下源水经混凝后,混凝效果明显提高,形成的絮体矾花密实,较易下沉。水质监测显示滤前水浊度低于1.5 NTU,滤后水、出厂水浊度可以控制低于0.8 NTU;经试验室检测,出厂水铝含量为0.17 mg/L,低于国家生活饮用水卫生标准的要求。

3.3 提高滤前加氯量

东水厂设有滤前加氯工艺,源水进厂后,余氯低于 0.2 mg/L,适当加大滤前水加氯量,滤前加氯量提高至 0.8 mg/L,进一步起到去除藻类的作用。

3.4 增加滤池反冲频率,缩短反冲周期

源水水质突变后,滤池的截留效果很差,滤前水浊度在 2.0 NTU以上时,滤后水出水浊度处于临界状态,为此,尽量控制滤前水浊度,保持浊度≤1.5 NT U。为尽量保持滤料的清洁,增加了滤池反冲频率,缩短反冲周期,滤池反冲周期由 24 h缩短为12 h。

4 结语

经过多年的运行,针对微污染高藻水源水,沧州市东水厂总结出了一系列有效的处理措施,根据源水不同的水质情况,可以通过提高次氯酸钠(或者液氯)的投加量、在水库投放鲢鱼、水厂合理选择混凝剂、合理调整混凝剂投加量、投加 HAC助凝剂、在配水井合理投加粉末活性碳或高锰酸钾预氧化、提高滤前加氯量、增加滤池反冲洗频率、严格控制滤前水浑浊度等措施,以有效解决微污染高藻水源水难以处理的问题。

[1]GB 5749-2006,生活饮用水卫生标准[S].

[2]左红芬,刘俊良,田智勇.微污染水源水中颤藻的产生及其对策 [J].河北建筑工程学院学报,2004,22(1)：52-55.

[3]中国城镇供水协会.净水工 [M].北京：中国建材工业出版社,2005.