強(qiáng)化常規(guī)工藝處理巢湖高藻水中藥劑投加量的研究

王春暉 李 瑞

（巢湖市水業(yè)有限公司，安徽巢湖 238000）

1.前言

近年來，由于工農(nóng)業(yè)污染物排放，對水源造成大量污染，導(dǎo)致水中藻類物質(zhì)快速生長[1]。含藻源水進(jìn)入凈水廠后，對制水生產(chǎn)工藝、藥耗以及構(gòu)筑物池壁都會產(chǎn)生極大的不利影響。

藻類的存在導(dǎo)致水中pH 值升高，溶解氧增加，生長著和死亡的藻類使水中有機(jī)物增加，藻類降解產(chǎn)物中含有四氯乙烷、二甲基二硫化物等毒性物質(zhì)，能引起人、動物中毒。由于水質(zhì)的變化，常規(guī)工藝處理過程中礬花密度降低，沉淀去除率下降，導(dǎo)致需要投加大量的混凝劑。同時，藻類物質(zhì)在濾池中可大量繁殖，使濾料層堵塞，過濾周期縮短，減少產(chǎn)水量，增加沖洗水量及氯耗并影響出水水質(zhì)。

2.水廠概況

巢湖市水業(yè)有限公司下屬二水廠位于巢湖閘附近，于1999 年竣工完成，設(shè)計制水總能力為8×104m3/d，夏季供水高峰期，超負(fù)荷制水生產(chǎn)。凈水工藝采用絮凝反應(yīng)、平流沉淀、濾池過濾、消毒處理工藝，工藝流程圖如下：

圖1 巢湖二水廠工藝流程

3.原水水質(zhì)

巢湖是我國第五大淡水湖，為半封閉型水域，由于工農(nóng)業(yè)排污量的增加，使巢湖水體污染嚴(yán)重，湖泊中有機(jī)污染物、氮磷等富營養(yǎng)化物質(zhì)大量累積[2]，導(dǎo)致藻類繁殖生長。每年5 ～10 月份夏秋季節(jié)，藻類生長極為旺盛，易發(fā)生水華現(xiàn)象。大量的藻類嚴(yán)重地破壞了水體生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定，直接影響到城市自來水企業(yè)的制水生產(chǎn)過程和水質(zhì)[3]。巢湖二水廠原水取自巢湖，取水頭部靠近湖岸邊且離廠區(qū)較近。經(jīng)近幾年原水檢測發(fā)現(xiàn)，夏季高藻期，藻含量大于1 億個/L，pH 值9.60 左右，耗氧量大于6mg/L，給常規(guī)制水工藝帶來極大困難。

4.制水措施

巢湖二水廠為常規(guī)制水工藝，夏季高溫期間，面對不斷增長的巢湖高藻水，正常凈水原材料的投加，無法保證出廠水水質(zhì)狀況。針對高藻水和常規(guī)凈水工藝不可改等現(xiàn)狀，通過工藝模擬攪拌實驗、制水工藝生產(chǎn)、水質(zhì)檢測分析等，找出了以下應(yīng)對措施，確保了出廠水水質(zhì)。

4.1 增加前加氯投加量，減低原水藻含量

通過次氯酸鈉氧化作用去除大部分藻類，藻類暴發(fā)時在廠內(nèi)集水井投加次氯酸鈉，保證反應(yīng)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，嚴(yán)格控制余氯量，防止出現(xiàn)消毒副產(chǎn)物超標(biāo)現(xiàn)象。

4.2 投加三氯化鐵，降低原水pH 值

高藻期間，原水pH 值較高，在反應(yīng)池前端投加三氯化鐵，可以有效降低水中pH 值，提高凈水劑混凝效果。實時監(jiān)控反應(yīng)池出水pH 值，及時調(diào)整三氯化鐵投加量，保證反應(yīng)池出水pH 值在7.5 ～7.8 之間，確保混凝效果。

4.3 增加高錳酸鉀投加量，強(qiáng)化處理措施[4]

常規(guī)混凝之前采用高錳酸鉀預(yù)氧化，可以明顯提高顆粒物及藻去除率。在反應(yīng)池前端投加高錳酸鉀，保持反應(yīng)池中端顏色微紅。

4.4 調(diào)整粉末活性炭投加量，增強(qiáng)吸附效果

粉末活性炭（PAC）具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，可有效吸附水中溶解度小、親水性差、極性弱的有機(jī)物，因而能獲得較好的除嗅效果。由于粉末活性炭呈還原性，高錳酸鉀呈氧化性，為加強(qiáng)兩者的協(xié)同作用，在高錳酸鉀前端投加活性炭。

4.5 提高凈水劑投加量，促進(jìn)強(qiáng)化混凝[5]

在原水藻類暴發(fā)期時澄清池因上升流速過快導(dǎo)致出水濁度升高，通過提高混凝劑的投加量，增加混凝效果，提升對藻類的沉淀率。

4.6 增加反沖洗次數(shù)，緩解濾池堵塞

濾池在藻類堵塞的情況下，縮短過濾周期，提前進(jìn)行反沖洗，并視堵塞嚴(yán)重程度進(jìn)行表面清理、漂粉精浸泡除藻等措施。

4.7 加強(qiáng)原水檢測，實時監(jiān)控過程水及出廠水水質(zhì)

藻類暴發(fā)前，每天對原水和出廠水的藻類數(shù)量、氨氮、耗氧量進(jìn)行檢測，及時發(fā)出預(yù)警信息。藻類暴發(fā)后，需24 小時不間斷對原水、沉淀池出水、砂濾池出水、出廠水進(jìn)行常規(guī)檢測，增加對反應(yīng)池出水以及沉淀池出水余氯量監(jiān)測，同時每日觀測取水口附近藻類聚集情況、原水溫度、天氣狀況。

5.藥劑投加量

巢湖藍(lán)藻暴發(fā)后，增加對水質(zhì)檢測頻次，每一小時一次對原水、沉淀出口水、砂濾出水、出廠水水質(zhì)進(jìn)行檢測，找出合理的藥劑投加量。根據(jù)高藻期間制水運行結(jié)果，總結(jié)出不同原水在不同藻含量和pH 值時，藥劑的投加量及投加組合，為以后制水生產(chǎn)提供參考。

5.1 當(dāng)原水pH 值大于9.0，藻含量為5000 萬～1 億以上

藥劑投加組合及投加范圍如下：

生產(chǎn)中具體實踐，以2020 年8 月19 日二水廠水質(zhì)為例，當(dāng)日藥劑投加量及水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表：

表2 凈水藥劑投加量

表3 原水、過程水及出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)

8 月19 日原水pH 值在9.30 ～9.60 之間，藻含量10100 萬個/L，給制水帶來很大的負(fù)擔(dān)。通過增加次氯酸鈉、三氯化鐵、高錳酸鉀和粉末活性炭投加，殺滅藻類物質(zhì)，氧化有機(jī)物，降低原水pH 值，增加了原水絮凝效果，有效的保證了出廠水水質(zhì)。

5.2 當(dāng)原水pH 值為8.5 ～9.0，藻含量為1000 萬～5000 萬

藥劑投加組合及投加范圍如下：

表4 凈水藥劑投加范圍

生產(chǎn)中具體實踐，以2020 年8 月28 日二水廠水質(zhì)為例，當(dāng)日原材料投加量及水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表：

表5 凈水藥劑投加量

表6 原水、過程水及出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)

08 月28 日原水pH 值在8.50 ～9.00 之間，藻含量2420 萬個/L。原水次氯酸鈉、三氯化鐵、高錳酸鉀、活性炭投加量分別為15.0Kg/Km3、7.34Kg/Km3、0.12Kg/Km3、12.37Kg/Km3， 反應(yīng)池出口pH 值在7.56 左右，保證了凈水劑絮凝沉淀效果。

5.3 當(dāng)原水pH 值小于8.2，藻含量小于500 萬，恢復(fù)正常投加

藥劑投加組合及投加范圍如下：

表7 凈水藥劑投加范圍

生產(chǎn)中具體實踐，以2020 年9 月29 日二水廠水質(zhì)為例，當(dāng)日原材料投加量及水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表：

表8 凈水藥劑投加量

表9 原水、過程水及出廠水水質(zhì)數(shù)據(jù)

9 月29 日原水的pH 值最高為7.96，濁度最高為76.3NTU，色度20，藻類數(shù)量僅為468 萬個/L。根據(jù)原水水質(zhì)情況，二水廠凈水原材料投加種類減少，僅投加高錳酸鉀和聚合氯化鋁鐵，投加量按正常量投加；通過不間斷觀察二水廠各過程水工藝狀況以及指標(biāo)檢測，二廠出廠水pH 值平均為7.72，濁度為0.16NTU，色度小于5，全天余氯值均在0.5mg/L 左右，出廠水藻類數(shù)量僅為1 萬個/L，所有指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)范圍。

6.出廠水及管網(wǎng)水質(zhì)平均指標(biāo)

夏季高藻期間，通過攪拌實驗、連續(xù)跟蹤檢測，及時調(diào)整藥劑投加量及投加組合，保證了供水安全。8 ～9 月期間出廠水及管網(wǎng)水部分指標(biāo)平均結(jié)果見表10。

表1 凈水藥劑投加范圍

表10 出廠水水質(zhì)分析部分指標(biāo)

7.總結(jié)

在高藻期間，根據(jù)原水水質(zhì)情況，應(yīng)及時調(diào)整制水處理工藝。實踐分析顯示，通過原水投加次氯酸鈉、高錳酸鉀、活性炭等，強(qiáng)化常規(guī)處理工藝，可有效去除水中藻類，增強(qiáng)絮凝效果，保證出廠水水質(zhì)安全。