淄博引黄水库高藻原水处理工艺试验研究

徐 玲

（淄博市引黄供水有限公司，山东 淄博 255000）

淄博引黄供水净水厂原水取自新城调蓄水库。新城水库库容1 006万m3，设计水深6.5 m，为国内少有的全水平铺塑引黄平原水库。近年来，由于黄河上游沿黄城市排污，黄河水受到不同程度的污染。由于入库原水有机污染较高，水库水较浅，夏季随着气温升高，导致藻类大量繁殖，从历年原水水质检测数据来看，在7—9月份藻类含量超过4 000万个/L，2006年突破8 000万个/L，原水的色、嗅、味感官指标变差。新城净水厂处理工艺为常规工艺，夏季水库原水急剧恶化时，水厂的混凝、沉淀和过滤效果差，出水的嗅味、色度、有机物质去除率下降。

本文结合新城净水厂的工艺现状和黄河原水特点，采用复合高锰酸钾作为氧化剂与粉末活性炭联用，进行强化常规水处理工艺试验研究，效果显著。

自2003年试验至今，2006年以后一直在生产中持续投加，并在取水口建设了投加车间，本文对所做的试验研究和生产效果跟踪进行了详细介绍。

1 研究阶段

自2001年至今十几年的生产运行时间，高锰酸钾与活性炭研究共分为3个阶段：

1.1 单一使用粉末活性炭阶段

2005年以前，新城水库因运行时间短，营养富集程度低，夏季藻类少于4 000万个/L。主要考虑黄河原水的有机污染问题，采取临时实验措施，试验活性炭在应急状态下去除有机污染的处理效果。通过试验室和生产各工艺环节的系统试验，找到了活性炭在常规工艺中对有机物的去除率和优化的投加点，结论包括以下两个要点：

1）投加量的选择。从混凝试验结果看，粉末活性炭10 mg/L投加量性价比最高。原水高锰酸盐指数小于3 mg/L时，投加2～5 mg/L的活性炭对改善色、嗅、味等感官指标有显著作用。高锰酸盐指数3～5 mg/L时，投加活性炭10 mg/L，高锰酸盐指数大于5 mg/L时，活性炭则投加15 mg/L。2006年以后一直在生产中投加10 mg/L以提高供水水质。见表1（表中数据为试验平均值）。

表1 不同投加量下水质情况统计表

2）投加点的选择。通过在水库泵站前池（净水厂上游7 km取水口），与净水厂工艺各环节（进水溢流井、配水混合池、滤前）投加10 mg/L粉末活性炭比较效果，对有机物的去除率依次为：39.4%、32.3%、24.7%、-3.3%。（见表2）从数据上看，投加点设在水库泵站前池效果最佳。

1.2 高锰酸钾与粉末活性炭联用阶段

2005年夏秋之交藻类突破4 000万个/L，严重干扰了混凝沉淀效果，滤池过滤性能降低，水头损失增大，反冲洗周期缩短，滤后水感官指标特别是嗅味口感差。为改善水处理效果并保证水质，通过试验室小试、中试及生产运行系统试验，在工艺环节中投加了高锰酸钾及粉末活性炭用以灭藻及改善口感，试验中比较得到了最佳投加点及适宜的投加量。通过在泵站前池投加高锰酸钾及活性炭，在2005年的高藻期取得了较好的效果，投加2 mg/L的高锰酸钾及10 mg/L的活性炭后，藻类去除率可达80%。

表2 不同投加点对水质的影响

1.3 高锰酸钾与活性炭+强化常规工艺的组合试验

2006年夏季一直持续高温无雨，加之新城水库库容小，有时出现低水位运行，给藻类繁殖提供了条件。从6月至8月中下旬藻类由1 600万个/L一路攀升至8 000万个/L，且主导藻为蓝藻，给各水处理工艺环节带来很大压力。通过强化混凝、强化过滤及在泵站前池投加1.5 mg/L高锰酸钾及10 mg/L活性炭等措施后，水处理效果仍不理想，控制沉后水5 NTU、滤后水0.7 NTU的本企业水质管理标准的工艺水质考核指标遇到了很大困难。首先在试验室模拟生产工艺情况，通过系统的混凝试验，优化出最佳的工艺组合再做生产试验。经生产试验验证确实达到了较理想的效果。设置有以下几种组合方式：1）在泵站前池投加高锰酸钾；2）在泵站前池投加硫酸铜；3）在泵站前池同时投加高锰酸钾与粉末活性炭；4）在机加池前同时投加高锰酸钾与粉末活性炭；5）在泵站前池先加高锰酸钾后在机加池前投加粉末活性炭。

试验数据见表3（试验原水温度29.5℃、CODMn3.81 mg/L、浊度18.5 NTU、藻类总数3 917万个/L，混凝剂聚合高铁、加药量10 mg/L。表中先加5 h表示混凝试验模拟原水从泵站取水口至净水厂的输送时间约5 h）。由表中得出如下结论：

1）高锰酸钾与粉末活性炭泵站单独提前投加效果均好于净水厂溢流井前单独投加；

2）泵站同时投加高锰酸钾与活性炭的效果好于在溢流井同时投加；好于净水厂溢流井同时投加，且投加量为高锰酸钾3 mg/L，粉末活性炭投加量为15 mg/L时对高藻水处理性价比高。

表3 不同组合下水质情况统计表

运用试验结论应用于生产，“新城水库泵站前池同时投加高锰酸钾与粉末活性炭+强化常规工艺”除藻率可达到95%。自2006年至今，夏季高藻季节一直采取此组合措施，效果明显，较好地保证了供水水质，引黄供水出水106项指标稳定达标。

2 高锰酸钾及粉末活性炭试验

2.1 活性炭吸附反应时间和投加点的控制

试验室粉末活性炭对有机物和藻类的吸附过程表明，30 min是快速吸附阶段，能达到70%～80%的吸附容量，2 h基本达到吸附平衡，再延长时间吸附容量则增加缓慢。新城泵站到净水厂输水时间约为5 h，粉末活性炭可充分发挥吸附功能。

2.2 粉末活性炭的投加方法控制

粉末活性炭的直径为几十微米，颗粒很小，应控制扬尘，以地表水为原水的单位应从长计议，考虑建立固定的投加车间并配置相关设备。

3 结语

该研究着重解决引黄水库高藻、高有机污染的应急处理问题，也为原有常规工艺达到现行的新水质标准找到一条简单易行的新路子。