月浦水廠水源水質(zhì)季節(jié)變化與分析

陳霓彤，陳 策

(1.汕頭市粵海水務(wù)有限公司水質(zhì)檢測(cè)中心，廣東汕頭515041；2.汕頭市粵海水務(wù)有限公司月浦水廠，廣東汕頭515041)

月浦水廠作為汕頭市區(qū)承擔(dān)供水任務(wù)的主力水廠，承擔(dān)全市近1/3的供水壓力，確保供水水質(zhì)至關(guān)重要。水源水質(zhì)易發(fā)生變化和波動(dòng)，季節(jié)是重要的影響因素[1]。水質(zhì)的突變通常發(fā)生在季節(jié)變換期，往往對(duì)水廠的生產(chǎn)造成很大的影響。了解各個(gè)季節(jié)的水質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)合理應(yīng)用科學(xué)手段處理水質(zhì)突發(fā)問題，保證供水質(zhì)量具有一定的意義。

1 季節(jié)變化對(duì)原水水質(zhì)的影響

1.1 對(duì)pH的影響

pH是天然水質(zhì)酸堿性的標(biāo)志，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響混凝效果和消毒效果。圖1所示為2013年和2015年，月浦水廠水源pH值的變化。pH值在2013年出現(xiàn)較大波動(dòng)，峰值出現(xiàn)在3月和8月，分別是水源藻類含量上升和上游開閘泄洪導(dǎo)致。2015年水源pH值的變化相對(duì)平穩(wěn)，僅2月受藻類生長(zhǎng)的影響略有上升。

圖1 2013年和2015年月浦水廠水源pH月最大值的變化

1.2 對(duì)濁度的影響

濁度是由水中的泥沙、粘土、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)造成[2]，是對(duì)水源水質(zhì)評(píng)價(jià)最初步、最直觀的檢測(cè)項(xiàng)目之一。從圖2可以看出，月浦水廠水源濁度在每年5—8月出現(xiàn)較大的波動(dòng)，這是因?yàn)橐环矫嫦募緸楸┯辍⑸胶榈母甙l(fā)期；另一方面月浦水廠取水口位于韓江下游，除了河水徑流中的泥沙雜質(zhì)，上游的開閘排水也會(huì)使大量泥沙進(jìn)入水體。因此，水源濁度會(huì)在夏季發(fā)生較大的變化。

圖2 2013年和2015年月浦水廠原水濁度月最大值的變化

1.3 對(duì)原水氨氮的影響

原水中的氨氮主要來(lái)源于生活污水和工業(yè)廢水，通過(guò)測(cè)定水中各種形態(tài)的氮化合物，有助于評(píng)價(jià)水體被污染和“自凈”狀況[2]。氨氮突發(fā)污染常發(fā)生于暴雨季節(jié)支流泄洪，導(dǎo)致江河中形成高濃度氨氮和有機(jī)物污染團(tuán)。

從圖3可看出，月浦水廠水源氨氮分別在春夏和夏秋換季時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)。若水源氨氮含量出現(xiàn)驟升，如果條件適宜，亞硝化細(xì)菌會(huì)將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮，進(jìn)一步消耗大量余氯，影響對(duì)出廠水的消毒效果；另一方面，亞硝酸鹽氮與氯反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，影響出廠水水質(zhì)。水廠可根據(jù)氨氮的變化，了解水體有機(jī)物污染的程度，適度調(diào)節(jié)絮凝劑和氯的投加量。

圖3 2013年和2015年月浦水廠原水氨氮月最大值的變化

1.4 對(duì)CODMn的影響

CODMn是地表水體受有機(jī)污染物和還原性無(wú)機(jī)物質(zhì)污染程度的綜合指標(biāo)[2]。受濁度影響，2013年和2015年月浦水廠水源CODMn在5月、7月、8月都有所波動(dòng)，如圖4所示。這是由于濁度顆粒具有很大的表面積，能夠?qū)⒋罅课廴疚镂接陬w粒表面，因此當(dāng)水源濁度上升時(shí)，其它污染物指標(biāo)也相應(yīng)有所波動(dòng)。

圖4 2013年和2015年月浦水廠原水CODMn月最大值的變化

1.5 對(duì)UV254和PAC投加量的影響

圖5和圖6所示分別為2015年月浦水廠水源UV254和PAC投加量的變化。UV254在5—8月出現(xiàn)波動(dòng)，7月達(dá)到最高值；PAC投加量除了在7月和8月明顯增加外，在1月和2月也略有波動(dòng)，這與春季水源藻類含量上升有關(guān)，但整體變化與UV254基本一致。

圖5 2015年月浦水廠水源UV254月最大值的變化

有機(jī)物是影響膠體穩(wěn)定和混凝效果的重要因素，在水中以腐殖質(zhì)為主要的存在形式，是水處理的主要對(duì)象[1]。當(dāng)水源中反映大分子有機(jī)物含量的UV254有所上升時(shí)，為了取得更好的混凝效果，會(huì)在一定程度上增加聚合氯化鋁的消耗。但混凝劑投加量的增大，并不一定是UV254上升所導(dǎo)致。

圖6 2015年月浦水廠PAC投加量月最大值的變化

1.6 對(duì)原水藻類的影響

圖7所示為月浦水廠水源藻類密度隨季節(jié)的變化。藻類密度在1—3月即春季會(huì)出現(xiàn)明顯的生長(zhǎng)高峰，7—9月夏末秋初再次出現(xiàn)生長(zhǎng)高峰，但幅度小于春季。

圖7 月浦水廠水源藻類含量的變化

藻類密度在2008年之前的1—3月持續(xù)高于100×104個(gè)/L，2010年之后基本每年僅有1個(gè)月藻類密度超過(guò)100×104個(gè)/L，見表1。受上游截流影響，藻類密度的季節(jié)性特征在一定程度上受限制，呈現(xiàn)暴發(fā)突然、持續(xù)時(shí)間短、上升幅度大的特點(diǎn)，不利于水廠生產(chǎn)。若未針對(duì)藻類密度開展持續(xù)監(jiān)測(cè)，突然且大幅度的藻密度上升會(huì)導(dǎo)致水廠不能及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，影響出廠水水質(zhì)，甚至發(fā)生藻類堵塞濾池使生產(chǎn)流程癱瘓[3]。

表1 月浦水廠水源春季藻類密度的變化 104個(gè)·L-1

2 總結(jié)與討論

2.1 月浦水廠春季水源特點(diǎn)

月浦水廠春季水源特點(diǎn)是低溫、低濁、高氨氮、高藻類含量，水溫和濁度低，氨氮和藻類含量較其他月份高。從表2可以看出，月浦水廠春季水源濁度不高，PAC投加量在2.6～3.4 mg/L。與其它季節(jié)相比，該時(shí)期的原水處理難度相對(duì)較大。一方面受低溫、低濁的影響，水分子的運(yùn)動(dòng)較慢，絮凝劑與雜質(zhì)之間的碰撞機(jī)率減?。涣硪环矫?，有機(jī)物和藻類含量升高，出現(xiàn)投藥量顯著增大但絮凝效果不佳的現(xiàn)象，加重濾池的負(fù)擔(dān)，影響出廠水水質(zhì)。

水處理過(guò)程中待濾水濁度也會(huì)影響出廠水水質(zhì)和濾池運(yùn)行。2017年2月，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了跟蹤分析。從表3可以看出，控制待濾水濁度在1.5～2.0 NTU時(shí)，濾池對(duì)濁度的去除率均大于90%，在確保濾后水水質(zhì)的同時(shí)減輕了濾池的負(fù)擔(dān)，有效提高了過(guò)濾效果。

表2 2017年不同季節(jié)月浦水廠的處理效果

表3 2017年2月月浦水廠濾后水濁度

2.2 月浦水廠夏季水源特點(diǎn)

夏季雨量充沛，河道水流流速加快，水源濁度相對(duì)高于全年平均濁度，這個(gè)時(shí)期的水源水質(zhì)特點(diǎn)是濁度高。受上游雨水沖刷，泥土中的腐殖酸大量溶于水中，引起pH值變化，還會(huì)導(dǎo)致總鐵和CODMn上升，引起原水有機(jī)物含量上升等一系列問題。雖然這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)的水質(zhì)問題相對(duì)較多，但由于水溫高、濁度大且水流充沛，污染性水質(zhì)的置換速度快，反而有利于混凝的進(jìn)行，所形成的礬花較為結(jié)實(shí)，對(duì)過(guò)濾和濾后水水質(zhì)的影響相對(duì)較小。

3 結(jié)論

① 春季，水廠要重點(diǎn)關(guān)注濾后水濁度的變化，化驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)水質(zhì)適當(dāng)增加對(duì)浮游藻類的監(jiān)測(cè)頻率。生產(chǎn)部門可結(jié)合化驗(yàn)室的各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)整排泥設(shè)備和濾池的運(yùn)行周期，控制待濾水濁度在1.5～2.0 NTU，以有效保證濾池的過(guò)濾效果和運(yùn)行穩(wěn)定。當(dāng)原水浮游藻類>1×107個(gè)/L或葉綠素含量>10 μg/L時(shí)，以間歇式的形式進(jìn)行前加氯，控制浮游藻類對(duì)生產(chǎn)的影響。隨著水溫的逐步回升，有機(jī)物含量升高出現(xiàn)的幾率也會(huì)相應(yīng)下降。

② 夏季，要注意混凝劑投加量的控制和排泥設(shè)備的運(yùn)行周期調(diào)整。水廠水源以藍(lán)藻為優(yōu)勢(shì)藻種，當(dāng)出現(xiàn)水源藻密度上升引發(fā)的水質(zhì)問題時(shí)，建議盡量采用提高混凝劑投加量、降低待濾水濁度的方式去除大部分藻類。

③ 秋冬兩季為枯水季，在沒有外界人為污染的情況下，水質(zhì)相對(duì)較為平穩(wěn)，只需根據(jù)濁度調(diào)整混凝劑投加量即可。