水廠水源突發(fā)污染應(yīng)急處置案例分析

李祥林，周 清

（蕪湖華衍水務(wù)有限公司，安徽 蕪湖 241000）

水是人類賴以生存的重要資源，近年來，各地突發(fā)性水源污染事故造成的供水危機(jī)仍時有發(fā)生，使得各地供水單位高度重視水源安全。水源地突發(fā)性污染事件造成極大的負(fù)面影響，說明水源突發(fā)污染應(yīng)急處置至關(guān)重要。面對突發(fā)污染事故，除了日常要加強水源地保護(hù)，一旦風(fēng)險發(fā)生，如何安全高效處置水源突發(fā)污染也是一個關(guān)鍵性問題。

1 背景案例

某水廠位于蕪湖市工業(yè)園區(qū)內(nèi)，供水水源為長江（蕪湖段）。水廠設(shè)計規(guī)模為15 萬t/d，水處理采用混凝-沉淀-砂濾工藝。2019年11月21日05:00左右，自長江下游往上行駛的某運沙船舵機(jī)失控，其撞上一艘運煤船后舵位，導(dǎo)致該裝有1 萬t 煤的船漏水傾斜沉沒，該沉沒點距離水廠上游取水口僅500 m。通過現(xiàn)場肉眼觀測，有部分油污和粉煤灰進(jìn)入長江水域，形成了一定污染，后續(xù)沉船打撈亦可能對水體造成二次污染，影響水源地供水安全。

事件發(fā)生后，水廠立即聯(lián)合政府相關(guān)部門啟動應(yīng)急預(yù)案，采取一系列措施降低污染源的泄漏，保障水源地供水安全。同時，針對污染源處理，立即安排水質(zhì)檢測人員對污染水源進(jìn)行檢測，確定污染物成分。廠級化驗人員加大水廠源水常規(guī)項目（濁度、色度、COD）的檢測頻次，工藝上調(diào)整廠區(qū)混凝劑投加量，確保安全供水。至11月23日12:00，污染源基本得到控制，出廠水各項指標(biāo)始終達(dá)到相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 污染源分析

了解水源污染源具體成分是應(yīng)對水源突發(fā)污染的首要任務(wù)。通過觀察分析，沉船泄漏的電煤是導(dǎo)致水源污染的主要污染物。通過電煤浸出液成分分析和進(jìn)廠水各項指標(biāo)分析，確定污染物主要影響因素。

2.1 電煤浸出液成分分析試驗

2.1.1 材料與儀器

試驗材料為長江蕪湖段水源樣品。試驗儀器為電感耦合等離子質(zhì)譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、離子色譜儀和低本底放射性測定儀。

2.1.2 試驗方法

取同水廠原水樣品兩份，一份添加1/4 水樣體積的電煤樣品，一份不做任何添加作為本底參照，浸泡12 h 后取上清液檢測。檢測指標(biāo)包括有機(jī)物、金屬、陰離子和放射性指標(biāo)。

2.1.3 試驗檢測結(jié)果

試驗檢測結(jié)果如表1所示。有機(jī)物檢測項目包括四氯化碳、1，3-丁二烯、苯、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，2，5-三氯苯、1，2-二氯苯、1，4-二氯化碳、1，2-二氯乙烯、乙烷、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、甲烷、二溴氯、四氯乙烯和三氯乙烯等。加煤后的原水有機(jī)物沒有增加，檢出數(shù)據(jù)與本底相似，沒有變化，均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）的要求。其中，四氯化碳檢測結(jié)果比本底略有降低，亦達(dá)到地表水質(zhì)量要求。

金屬類檢測項目主要有鈹、鋁、鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、銀、鉻、鋇、銻、鉈、鉛等。檢測結(jié)果表明，大部分指標(biāo)與本底相似，符合地表水質(zhì)量要求。如表1所示，鋇、鉬濃度有所提高，但遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值，符合地表水質(zhì)量要求。從陰離子指標(biāo)來看，氟離子、氯離子和硫酸根略有提高，但影響不大，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值。經(jīng)檢測，放射性指標(biāo)α、β 射線測定值均與本底相似，且均符合地表水質(zhì)量要求。

表1 不同指標(biāo)的試驗檢測結(jié)果

2.2 進(jìn)廠水各項指標(biāo)分析

對2019年11月20日至24日進(jìn)廠水水質(zhì)各項指標(biāo)平均值進(jìn)行分析，對比沉船事件發(fā)生前后水質(zhì)變化情況，如表2所示。進(jìn)廠水指標(biāo)中，原水COD 和濁度變化較為明顯，說明主要污染物電煤對二者有一定影響，對水源造成了污染。

表2 進(jìn)廠水各項指標(biāo)

2.3 小結(jié)

總體來看，沉船電煤對徑流量大的長江影響較小，主要影響水質(zhì)的因素為原水金屬類指標(biāo)、原水COD 及濁度。其中，原水金屬類指標(biāo)影響較小，COD及濁度影響較大。

3 應(yīng)對措施

經(jīng)分析，常規(guī)工藝難以有效處理受污染的進(jìn)廠水，為使出廠水水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，確保安全供水，強化混凝效果是普遍采用的有效手段。為了降低原水COD及濁度，要加大混凝劑投加量。因此，通過單因素試驗研究PAC 投加量變化對沉淀出水COD 及濁度的影響，從而確定最佳投加量。

3.1 材料與儀器

試驗材料為長江蕪湖段受污染水源樣品，濁度為65～75 NTU，COD 為5～7 mg/L。試驗儀器有六聯(lián)程控混凝攪拌儀、散射式濁度儀和COD 測定儀。

3.2 試驗方法

取1 000 mL 水樣，pH 控制在7.9，將其置于六聯(lián)程控混凝攪拌儀中，加入混凝劑PAC，投加量為40 mg/L，在400 r/min 的轉(zhuǎn)速下快速攪拌1 min，在240 r/min 下中速攪拌5 min，在30 r/min 下低速攪拌10 min，靜置30 min，然后于液面下2 cm 處取上清液，測定其濁度和COD。

3.3 單因素試驗設(shè)計

分別選擇5 個不同投加量（20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L）進(jìn)行單因素試驗，確定最佳投加量。

3.4 試驗結(jié)果

如圖1所示，隨著PAC 投加量的增加，沉淀出水濁度和COD 呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。當(dāng)PAC 投加量為40 mg/L 時，處理效果最好。此時，沉淀出水濁度為0.89 NTU，沉淀出水COD 為1.01 mg/L。

圖1 PAC 投加量對沉淀出水濁度和COD 的影響

為進(jìn)一步強化混凝效果，做好助凝劑（聚丙烯酰胺）應(yīng)急投加準(zhǔn)備。為進(jìn)一步防止可能發(fā)生的油污泄漏，取水口及廠內(nèi)沉淀池入口均布置了多道防油氈。沉淀階段，縮短水廠沉淀池刮泥機(jī)及絮凝池排泥周期。過濾階段，優(yōu)化反沖洗周期，初濾水進(jìn)行排放處理，降低出廠水濁度。通過工藝優(yōu)化，出水濁度和COD得到進(jìn)一步控制。

4 結(jié)論

本文通過電煤浸出液成分分析及進(jìn)廠水指標(biāo)分析，確定沉船電煤主要影響原水COD 及濁度。單因素試驗研究發(fā)現(xiàn)，PAC 投加量變化影響沉淀出水COD 及濁度，最佳PAC 投加量為40 mg/L，工藝優(yōu)化有效降低污染源的影響，保證供水安全。該事故應(yīng)急處置案例對以長江為水源地的水廠應(yīng)對水源突發(fā)污染具有重要參考意義。