淄博引黃水庫(kù)高藻原水處理工藝試驗(yàn)研究

徐 玲

（淄博市引黃供水有限公司，山東 淄博 255000）

淄博引黃供水凈水廠(chǎng)原水取自新城調(diào)蓄水庫(kù)。新城水庫(kù)庫(kù)容1 006萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)水深6.5 m，為國(guó)內(nèi)少有的全水平鋪塑引黃平原水庫(kù)。近年來(lái)，由于黃河上游沿黃城市排污，黃河水受到不同程度的污染。由于入庫(kù)原水有機(jī)污染較高，水庫(kù)水較淺，夏季隨著氣溫升高，導(dǎo)致藻類(lèi)大量繁殖，從歷年原水水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，在7—9月份藻類(lèi)含量超過(guò)4 000萬(wàn)個(gè)/L，2006年突破8 000萬(wàn)個(gè)/L，原水的色、嗅、味感官指標(biāo)變差。新城凈水廠(chǎng)處理工藝為常規(guī)工藝，夏季水庫(kù)原水急劇惡化時(shí)，水廠(chǎng)的混凝、沉淀和過(guò)濾效果差，出水的嗅味、色度、有機(jī)物質(zhì)去除率下降。

本文結(jié)合新城凈水廠(chǎng)的工藝現(xiàn)狀和黃河原水特點(diǎn)，采用復(fù)合高錳酸鉀作為氧化劑與粉末活性炭聯(lián)用，進(jìn)行強(qiáng)化常規(guī)水處理工藝試驗(yàn)研究，效果顯著。

自2003年試驗(yàn)至今，2006年以后一直在生產(chǎn)中持續(xù)投加，并在取水口建設(shè)了投加車(chē)間，本文對(duì)所做的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)效果跟蹤進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1 研究階段

自2001年至今十幾年的生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間，高錳酸鉀與活性炭研究共分為3個(gè)階段：

1.1 單一使用粉末活性炭階段

2005年以前，新城水庫(kù)因運(yùn)行時(shí)間短，營(yíng)養(yǎng)富集程度低，夏季藻類(lèi)少于4 000萬(wàn)個(gè)/L。主要考慮黃河原水的有機(jī)污染問(wèn)題，采取臨時(shí)實(shí)驗(yàn)措施，試驗(yàn)活性炭在應(yīng)急狀態(tài)下去除有機(jī)污染的處理效果。通過(guò)試驗(yàn)室和生產(chǎn)各工藝環(huán)節(jié)的系統(tǒng)試驗(yàn)，找到了活性炭在常規(guī)工藝中對(duì)有機(jī)物的去除率和優(yōu)化的投加點(diǎn)，結(jié)論包括以下兩個(gè)要點(diǎn)：

1）投加量的選擇。從混凝試驗(yàn)結(jié)果看，粉末活性炭10 mg/L投加量性?xún)r(jià)比最高。原水高錳酸鹽指數(shù)小于3 mg/L時(shí)，投加2～5 mg/L的活性炭對(duì)改善色、嗅、味等感官指標(biāo)有顯著作用。高錳酸鹽指數(shù)3～5 mg/L時(shí)，投加活性炭10 mg/L，高錳酸鹽指數(shù)大于5 mg/L時(shí)，活性炭則投加15 mg/L。2006年以后一直在生產(chǎn)中投加10 mg/L以提高供水水質(zhì)。見(jiàn)表1（表中數(shù)據(jù)為試驗(yàn)平均值）。

表1 不同投加量下水質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)表

2）投加點(diǎn)的選擇。通過(guò)在水庫(kù)泵站前池（凈水廠(chǎng)上游7 km取水口），與凈水廠(chǎng)工藝各環(huán)節(jié)（進(jìn)水溢流井、配水混合池、濾前）投加10 mg/L粉末活性炭比較效果，對(duì)有機(jī)物的去除率依次為：39.4%、32.3%、24.7%、-3.3%。（見(jiàn)表2）從數(shù)據(jù)上看，投加點(diǎn)設(shè)在水庫(kù)泵站前池效果最佳。

1.2 高錳酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用階段

2005年夏秋之交藻類(lèi)突破4 000萬(wàn)個(gè)/L，嚴(yán)重干擾了混凝沉淀效果，濾池過(guò)濾性能降低，水頭損失增大，反沖洗周期縮短，濾后水感官指標(biāo)特別是嗅味口感差。為改善水處理效果并保證水質(zhì)，通過(guò)試驗(yàn)室小試、中試及生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)試驗(yàn)，在工藝環(huán)節(jié)中投加了高錳酸鉀及粉末活性炭用以滅藻及改善口感，試驗(yàn)中比較得到了最佳投加點(diǎn)及適宜的投加量。通過(guò)在泵站前池投加高錳酸鉀及活性炭，在2005年的高藻期取得了較好的效果，投加2 mg/L的高錳酸鉀及10 mg/L的活性炭后，藻類(lèi)去除率可達(dá)80%。

表2 不同投加點(diǎn)對(duì)水質(zhì)的影響

1.3 高錳酸鉀與活性炭+強(qiáng)化常規(guī)工藝的組合試驗(yàn)

2006年夏季一直持續(xù)高溫?zé)o雨，加之新城水庫(kù)庫(kù)容小，有時(shí)出現(xiàn)低水位運(yùn)行，給藻類(lèi)繁殖提供了條件。從6月至8月中下旬藻類(lèi)由1 600萬(wàn)個(gè)/L一路攀升至8 000萬(wàn)個(gè)/L，且主導(dǎo)藻為藍(lán)藻，給各水處理工藝環(huán)節(jié)帶來(lái)很大壓力。通過(guò)強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過(guò)濾及在泵站前池投加1.5 mg/L高錳酸鉀及10 mg/L活性炭等措施后，水處理效果仍不理想，控制沉后水5 NTU、濾后水0.7 NTU的本企業(yè)水質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn)的工藝水質(zhì)考核指標(biāo)遇到了很大困難。首先在試驗(yàn)室模擬生產(chǎn)工藝情況，通過(guò)系統(tǒng)的混凝試驗(yàn)，優(yōu)化出最佳的工藝組合再做生產(chǎn)試驗(yàn)。經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證確實(shí)達(dá)到了較理想的效果。設(shè)置有以下幾種組合方式：1）在泵站前池投加高錳酸鉀；2）在泵站前池投加硫酸銅；3）在泵站前池同時(shí)投加高錳酸鉀與粉末活性炭；4）在機(jī)加池前同時(shí)投加高錳酸鉀與粉末活性炭；5）在泵站前池先加高錳酸鉀后在機(jī)加池前投加粉末活性炭。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3（試驗(yàn)原水溫度29.5℃、CODMn3.81 mg/L、濁度18.5 NTU、藻類(lèi)總數(shù)3 917萬(wàn)個(gè)/L，混凝劑聚合高鐵、加藥量10 mg/L。表中先加5 h表示混凝試驗(yàn)?zāi)M原水從泵站取水口至凈水廠(chǎng)的輸送時(shí)間約5 h）。由表中得出如下結(jié)論：

1）高錳酸鉀與粉末活性炭泵站單獨(dú)提前投加效果均好于凈水廠(chǎng)溢流井前單獨(dú)投加；

2）泵站同時(shí)投加高錳酸鉀與活性炭的效果好于在溢流井同時(shí)投加；好于凈水廠(chǎng)溢流井同時(shí)投加，且投加量為高錳酸鉀3 mg/L，粉末活性炭投加量為15 mg/L時(shí)對(duì)高藻水處理性?xún)r(jià)比高。

表3 不同組合下水質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)表

運(yùn)用試驗(yàn)結(jié)論應(yīng)用于生產(chǎn)，“新城水庫(kù)泵站前池同時(shí)投加高錳酸鉀與粉末活性炭+強(qiáng)化常規(guī)工藝”除藻率可達(dá)到95%。自2006年至今，夏季高藻季節(jié)一直采取此組合措施，效果明顯，較好地保證了供水水質(zhì)，引黃供水出水106項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2 高錳酸鉀及粉末活性炭試驗(yàn)

2.1 活性炭吸附反應(yīng)時(shí)間和投加點(diǎn)的控制

試驗(yàn)室粉末活性炭對(duì)有機(jī)物和藻類(lèi)的吸附過(guò)程表明，30 min是快速吸附階段，能達(dá)到70%～80%的吸附容量，2 h基本達(dá)到吸附平衡，再延長(zhǎng)時(shí)間吸附容量則增加緩慢。新城泵站到凈水廠(chǎng)輸水時(shí)間約為5 h，粉末活性炭可充分發(fā)揮吸附功能。

2.2 粉末活性炭的投加方法控制

粉末活性炭的直徑為幾十微米，顆粒很小，應(yīng)控制揚(yáng)塵，以地表水為原水的單位應(yīng)從長(zhǎng)計(jì)議，考慮建立固定的投加車(chē)間并配置相關(guān)設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

該研究著重解決引黃水庫(kù)高藻、高有機(jī)污染的應(yīng)急處理問(wèn)題，也為原有常規(guī)工藝達(dá)到現(xiàn)行的新水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)找到一條簡(jiǎn)單易行的新路子。