预氧化在高藻季的调节应用

张鹏博 迟世娟 何庆勇

摘 要：生活饮用水厂多采用常规水处理方式，高藻季对常规水处理工艺的水处理造成较大影响。学界的研究表明：常规水处理工艺增加预氧化环节，可有效降低高藻季带来的影响。水厂对预氧化工艺该如何细化管理，本文对二氧化氯、高锰酸钾复合药剂的调节应用进行分析，以便与同行交流。

关键词：高藻季；常规水处理；预氧化

一、预氧化的研究与发展

针对高藻季对常规水处理工艺的影响，学界内通过源头控制、末端治理等方法在水体出现富营养化，藻类大量繁殖后，采取各种物理、化学和生物法将其杀灭去除。

化学除藻法中，预氧化处理方式已在国内外被成功应用于常规水处理中，其优点是无需对常规水处理工艺进行明显改造即可实施，并在去除水中的嗅味、色度和抑制藻类的生长等方面取得了较好的效果；但水处理行业内在预氧化应用方面的总结较少。

二、高藻季常规水处理

（1）单独投加混凝剂

四、五月份当源水藻类指标升至百万级别时期，我厂先单独投加聚合氯化铁铝（PAFC）处理剂，经混凝试验测得投药区间在16～22mg/L，投加量随藻类指标明显升高，但现场经反复调试效果仍不理想。在处理工艺中絮凝反应段无明显矾花形成，水体呈薄雾状态；沉淀段均匀分布着大量细小矾花，沉降效果不明显；滤池过滤周期明显缩短，滤后浊度升高，大量藻类附着在构筑物表面，对水处理工艺的运行维护造成较大影响。

（2）增加预氧化处理

常规水处理工艺预氧化，多采用投加氯气、二氧化氯、高锰酸钾复合药剂等便于操控的方式；因氯气与水体中的腐殖质产生具有三致附产物（三卤甲烷THMs），不适合选用；我们着重测试采用二氧化氯或高锰酸钾复合药剂预氧化的处理效果。

①二氧化氯 联合PAFC

在混合池前端管段以0.5mg/L二氧化氯（CLO2）进行预氧化、消毒，配合PAFC的处理方式。矾花在反应池中迅速生成，桥联后快速生成细长的鞭毛状矾花；可有效减轻滤池过滤负荷，滤池反冲洗间隔延长，滤后水嗅和味的去除效果较好。测得沉前浊度1.1～1.4NTU，沉后水浊度0.8～1.1NTU，同时滤后水浊度较单独投加PAFC药剂方式降低0.03NTU，混凝剂投加药耗降低2～4mg/L。

②高锰酸钾复合药剂 联合PAFC

因高锰酸钾复合药剂（PPC）与聚合氯化铁铝同时投加，两种药剂会相互影响药效[1]，且高锰酸钾复合药剂对源水预氧化需要一定的反应时间（约10～30min）；为便于投加管理，我们将高锰酸钾复合药剂的投加点选定在源水总阀井处，根据水厂的流程计算反应时间为20～40min，经过预氧化的源水至混凝池段呈不明显的淡粉色，已不具备明显的氧化特性，可减少对混凝剂药效的影响。

经过连续的投加调试，采用PPC进行预氧化，在絮凝过程中矾花颗粒生成明显，随流程逐渐变得粗大，沉淀性能及除色、味效果好，滤池过滤周期延长，滤后水浊度明显降低；同时流程后端的水体感观明显上升。测得沉前浊度1.2～1.5NTU，沉后水浊度0.8～1.0NTU，滤后水浊度稳定在0.13～0.15NTU；根据混凝段与沉淀池前段的矾花状态，混凝剂的投加量控制在0.12～0.15mg/L。

三、調节应用

当藻类爆发季节对常规水处理工艺造成较大的影响时，传统的混凝剂与氯气消毒方式易产生三卤甲烷超标，无法满足用户对健康的需求，所以采用投加氯气预氧化方式不予考虑。

（1）二氧化氯的调节应用

①投加量不易控制

有研究结果[2]显示前端CLO2投加量控制在0.5mg/L左右，即可得到明显的投加效果，以避免附产物氯酸盐和亚氯酸盐超标。目前国内尚没有完善的行业规则，投加设备多为药剂厂商自制的投加设备，运行稳定性差，故障率较高，投加量不易控制。

②投加能耗高

二氧化氯具有不稳定性质，属危险易爆品，不易储存运输。需采用原、辅料分开储存，现场在发生器内反应后由负压设备投加的方式，投加辅助设备能耗高并需配备二氧化氯泄露检测仪和报警稀释冲洗设备，使用成本较高。

③氧化速度快，但不易管理

二氧化氯能够瞬间穿透藻类细胞壁，失去活性的藻类细胞与胶体颗粒在混凝剂的作用下，结合成鞭毛状矾花在絮凝反应段大量上浮（约2～30min），造成水面药渣层堆积，藻类的腥味与二氧化氯的气味较重；采取拍散或高压水持续冲洗，冲散的矾花多数依旧上浮，悬浮药渣持续到滤池方可得到有效拦截；分析因矾花电荷已相对稳定，氧化后的藻类细胞残骸与矾花链接后不具备沉降特性，致使沉淀段刮泥机调整为每间隔2～3天刮泥时，排除的底部水体仍呈轻微泥色。

④适用气浮工艺

因二氧化氯预氧化 联合PAFC形成的矾花快速上浮，沉淀性能差，但却适用于配备气浮池构筑物的常规水处理工艺。

（2）高锰酸钾的调节应用

①投加量易于控制

高锰酸钾复合药剂使用安度时隔膜式加药泵依据工艺进水量信号自动投加，加药量精准，工作性能稳定，仅需定期清理计量泵前端滤网和校验泵药量，无需辅助投加设备。

②投加药效稳定

高锰酸钾复合药剂投加范围较宽泛，可随藻类指标的变化调节投加量，预氧化、助凝效果稳定。继续加大高锰酸钾复合药剂至11mg/L时，测得滤后浊度降至0.12NTU，且出厂水浊度明显低于滤后水浊度；经公司中心化验室检测，出厂水锰含量低于0.1mg/L，符合《生活应用水卫生标准》GB 5749-2006要求，证明高锰酸钾复合药剂分解后生成的新生态二氧化锰对水体中的铁、锰离子具有较好的去除效果，降低滤后水体中盐基度，在清水池自然沉降过程中干扰新的盐体形态形成，增强水体自然沉降性能，出厂水浊度明显低于未投加高锰酸盐复合药剂的处理效果；对抑制藻类在水处理工艺中的繁殖效果明显。

参考文献

[1]李羚等《高锰酸钾复合药剂对除藻类污染水的处理研究》。[农业与技术]，2011，31（4）：88-90.

[2]谢鹏超等《四种预氧化方式对AOC及消毒副产物影响的比对》。[中国给水排水]，2015，31（7）：6-9.

（作者单位：胜利油田供水公司）