强化常规工艺处理巢湖高藻水中药剂投加量的研究

王春晖 李 瑞

（巢湖市水业有限公司，安徽巢湖 238000）

1.前言

近年来，由于工农业污染物排放，对水源造成大量污染，导致水中藻类物质快速生长[1]。含藻源水进入净水厂后，对制水生产工艺、药耗以及构筑物池壁都会产生极大的不利影响。

藻类的存在导致水中pH 值升高，溶解氧增加，生长着和死亡的藻类使水中有机物增加，藻类降解产物中含有四氯乙烷、二甲基二硫化物等毒性物质，能引起人、动物中毒。由于水质的变化，常规工艺处理过程中矾花密度降低，沉淀去除率下降，导致需要投加大量的混凝剂。同时，藻类物质在滤池中可大量繁殖，使滤料层堵塞，过滤周期缩短，减少产水量，增加冲洗水量及氯耗并影响出水水质。

2.水厂概况

巢湖市水业有限公司下属二水厂位于巢湖闸附近，于1999 年竣工完成，设计制水总能力为8×104m³/d，夏季供水高峰期，超负荷制水生产。净水工艺采用絮凝反应、平流沉淀、滤池过滤、消毒处理工艺，工艺流程图如下：

图1 巢湖二水厂工艺流程

3.原水水质

巢湖是我国第五大淡水湖，为半封闭型水域，由于工农业排污量的增加，使巢湖水体污染严重，湖泊中有机污染物、氮磷等富营养化物质大量累积[2]，导致藻类繁殖生长。每年5 ～10 月份夏秋季节，藻类生长极为旺盛，易发生水华现象。大量的藻类严重地破坏了水体生态环境系统的平衡和稳定，直接影响到城市自来水企业的制水生产过程和水质[3]。巢湖二水厂原水取自巢湖，取水头部靠近湖岸边且离厂区较近。经近几年原水检测发现，夏季高藻期，藻含量大于1 亿个/L，pH 值9.60 左右，耗氧量大于6mg/L，给常规制水工艺带来极大困难。

4.制水措施

巢湖二水厂为常规制水工艺，夏季高温期间，面对不断增长的巢湖高藻水，正常净水原材料的投加，无法保证出厂水水质状况。针对高藻水和常规净水工艺不可改等现状，通过工艺模拟搅拌实验、制水工艺生产、水质检测分析等，找出了以下应对措施，确保了出厂水水质。

4.1 增加前加氯投加量，减低原水藻含量

通过次氯酸钠氧化作用去除大部分藻类，藻类暴发时在厂内集水井投加次氯酸钠，保证反应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，严格控制余氯量，防止出现消毒副产物超标现象。

4.2 投加三氯化铁，降低原水pH 值

高藻期间，原水pH 值较高，在反应池前端投加三氯化铁，可以有效降低水中pH 值，提高净水剂混凝效果。实时监控反应池出水pH 值，及时调整三氯化铁投加量，保证反应池出水pH 值在7.5 ～7.8 之间，确保混凝效果。

4.3 增加高锰酸钾投加量，强化处理措施[4]

常规混凝之前采用高锰酸钾预氧化，可以明显提高颗粒物及藻去除率。在反应池前端投加高锰酸钾，保持反应池中端颜色微红。

4.4 调整粉末活性炭投加量，增强吸附效果

粉末活性炭（PAC）具有发达的微孔结构和巨大的比表面积，可有效吸附水中溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物，因而能获得较好的除嗅效果。由于粉末活性炭呈还原性，高锰酸钾呈氧化性，为加强两者的协同作用，在高锰酸钾前端投加活性炭。

4.5 提高净水剂投加量，促进强化混凝[5]

在原水藻类暴发期时澄清池因上升流速过快导致出水浊度升高，通过提高混凝剂的投加量，增加混凝效果，提升对藻类的沉淀率。

4.6 增加反冲洗次数，缓解滤池堵塞

滤池在藻类堵塞的情况下，缩短过滤周期，提前进行反冲洗，并视堵塞严重程度进行表面清理、漂粉精浸泡除藻等措施。

4.7 加强原水检测，实时监控过程水及出厂水水质

藻类暴发前，每天对原水和出厂水的藻类数量、氨氮、耗氧量进行检测，及时发出预警信息。藻类暴发后，需24 小时不间断对原水、沉淀池出水、砂滤池出水、出厂水进行常规检测，增加对反应池出水以及沉淀池出水余氯量监测，同时每日观测取水口附近藻类聚集情况、原水温度、天气状况。

5.药剂投加量

巢湖蓝藻暴发后，增加对水质检测频次，每一小时一次对原水、沉淀出口水、砂滤出水、出厂水水质进行检测，找出合理的药剂投加量。根据高藻期间制水运行结果，总结出不同原水在不同藻含量和pH 值时，药剂的投加量及投加组合，为以后制水生产提供参考。

5.1 当原水pH 值大于9.0，藻含量为5000 万～1 亿以上

药剂投加组合及投加范围如下：

生产中具体实践，以2020 年8 月19 日二水厂水质为例，当日药剂投加量及水质数据如下表：

表2 净水药剂投加量

表3 原水、过程水及出厂水水质数据

8 月19 日原水pH 值在9.30 ～9.60 之间，藻含量10100 万个/L，给制水带来很大的负担。通过增加次氯酸钠、三氯化铁、高锰酸钾和粉末活性炭投加，杀灭藻类物质，氧化有机物，降低原水pH 值，增加了原水絮凝效果，有效的保证了出厂水水质。

5.2 当原水pH 值为8.5 ～9.0，藻含量为1000 万～5000 万

药剂投加组合及投加范围如下：

表4 净水药剂投加范围

生产中具体实践，以2020 年8 月28 日二水厂水质为例，当日原材料投加量及水质数据如下表：

表5 净水药剂投加量

表6 原水、过程水及出厂水水质数据

08 月28 日原水pH 值在8.50 ～9.00 之间，藻含量2420 万个/L。原水次氯酸钠、三氯化铁、高锰酸钾、活性炭投加量分别为15.0Kg/Km3、7.34Kg/Km3、0.12Kg/Km3、12.37Kg/Km3， 反应池出口pH 值在7.56 左右，保证了净水剂絮凝沉淀效果。

5.3 当原水pH 值小于8.2，藻含量小于500 万，恢复正常投加

药剂投加组合及投加范围如下：

表7 净水药剂投加范围

生产中具体实践，以2020 年9 月29 日二水厂水质为例，当日原材料投加量及水质数据如下表：

表8 净水药剂投加量

表9 原水、过程水及出厂水水质数据

9 月29 日原水的pH 值最高为7.96，浊度最高为76.3NTU，色度20，藻类数量仅为468 万个/L。根据原水水质情况，二水厂净水原材料投加种类减少，仅投加高锰酸钾和聚合氯化铝铁，投加量按正常量投加；通过不间断观察二水厂各过程水工艺状况以及指标检测，二厂出厂水pH 值平均为7.72，浊度为0.16NTU，色度小于5，全天余氯值均在0.5mg/L 左右，出厂水藻类数量仅为1 万个/L，所有指标均符合国家标准范围。

6.出厂水及管网水质平均指标

夏季高藻期间，通过搅拌实验、连续跟踪检测，及时调整药剂投加量及投加组合，保证了供水安全。8 ～9 月期间出厂水及管网水部分指标平均结果见表10。

表1 净水药剂投加范围

表10 出厂水水质分析部分指标

7.总结

在高藻期间，根据原水水质情况，应及时调整制水处理工艺。实践分析显示，通过原水投加次氯酸钠、高锰酸钾、活性炭等，强化常规处理工艺，可有效去除水中藻类，增强絮凝效果，保证出厂水水质安全。