呂啟忠 張可欣
鄭州市自來水總公司 450007

　　提要: 水源的水質(zhì)狀況是影響城市供水質(zhì)量的關(guān)鍵因素。筆者通過對柿園水廠水源近三年的原水水質(zhì)監(jiān)測分析，得出了該水源水質(zhì)的變化規(guī)律，提出了相應(yīng)的處理措施和對策，為保證水處理效果，提高出廠水質(zhì)量提供了科學(xué)的依據(jù)。

　　近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，黃河水的污染也日益嚴(yán)重，加之黃河流量隨季節(jié)變化的不均衡性，洪水期和枯水期的流量懸殊較大，尤其進(jìn)入冬季黃河流量明顯減少，水體自凈能力降低，水源污染異常嚴(yán)重。黃河中下游，以黃河水作為城市供水水源的地區(qū)(如：鄭州、開封)，因受高含砂量的影響，其處理工藝多以灘區(qū)自然沉砂為主，經(jīng)予沉后的原水再進(jìn)入廠區(qū)進(jìn)行常規(guī)處理。黃河水經(jīng)過灘區(qū)自然沉砂后，雖然解決了高含砂量的問題，但因原水在沉砂池中的停留時(shí)間過長，為藻類的繁殖提供了條件，從而導(dǎo)致原水的二次污染。
　　西流湖作為鄭州市柿園水廠的調(diào)蓄（沉砂）水源，其原水取自黃河，經(jīng)沉砂后進(jìn)入水廠處理，其水質(zhì)狀況則直接影響出廠水的質(zhì)量。因此，探索原水的水質(zhì)特性及處理對策，加強(qiáng)水廠工藝管理，保證各工藝環(huán)節(jié)合理、優(yōu)化運(yùn)行，對提高供水水質(zhì)，降低藥耗，具有十分重要的意義。

1、原水水質(zhì)狀況

　　西流湖始建于七十年代初期，始建庫容150萬m3,根據(jù)九四年的實(shí)測統(tǒng)計(jì)資料表明：西流湖現(xiàn)有庫容49萬m3，按柿園水廠目前35萬m3/d的供水規(guī)模計(jì)算，西流湖已起不到應(yīng)有的調(diào)蓄作用，但其二次污染卻在逐年加重。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，原水有機(jī)污染指標(biāo)，仍有逐年上升之勢。氨氮指標(biāo)95年最高0.85mg/l、96年最高1.50mg/l、97年最高2.60mg/l、98年最高2.60mg/l。以98年為例原水的主要污染指標(biāo)如表一:

98年原水主要污染指標(biāo)含量統(tǒng)計(jì)表(表一) NH₃—N(mg/l) NO^-₂—N(mg/l) 高錳酸鹽指數(shù)(mg/l) 藻類(萬個(gè)/L) 濁度(NTU) 色度(度) 一月 最高值 2.1 0.05 7.2 46 31 22 平均值 1.5 0.03 5.2 42 20 17 二月 最高值 2.6 0.06 7.6 114 32 22 平均值 1.8 0.04 6.4 80 19 17 三月 最高值 1.8 0.066 8.6 258 60 25 平均值 1.0 0.05 5.0 128 29 20 四月 最高值 0.86 0.18 5.2 180 62 25 平均值 0.55 0.078 4.1 121 37 19 五月 最高值 0.55 0.18 6.3 456 59 25 平均值 0.33 0.106 5.2 217 38 20 六月 最高值 0.48 0.11 6.9 465 69 30 平均值 0.27 0.057 4.4 228 45 20 七月 最高值 0.93 0.089 4.3 202 84 35 平均值 0.37 0.083 3.9 137 46 20 八月 最高值 0.76 0.083 5.0 530 350 25 平均值 0.38 0.035 4.0 146 46 20 九月 最高值 0.6 0.19 4.8 283 76 35 平均值 0.35 0.060 4.4 128 39 18 十月 最高值 0.77 0.202 5.2 507 63 29 平均值 0.43 0.084 4.52 149 47 23 十一月 最高值 1.4 0.238 8.2 172 74 30 平均值 0.88 0.146 6.2 111 53 24 十二月 最高值 0.9 0.10 9.6 159 45 35 平均值 0.71 0.05 6.5 75 26 26 全年度 最高值 2.6 0.238 9.6 507 350 35 水質(zhì)類型 Ⅰ—Ⅴ Ⅰ—Ⅲ Ⅲ—Ⅴ

　　原水水質(zhì)除受污染的影響因素以外，也隨水溫的變化而發(fā)生規(guī)律性的變化。根據(jù)95年9月6日到97年8月11日之間的原水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果分析(如圖)：藻類、氨氮指標(biāo)隨水溫的變化而明顯變化；高錳酸鹽指數(shù)隨水溫的變化不太明顯，但同樣也有一定的規(guī)律。藻類隨水溫的升高，繁殖能力增強(qiáng)，含量增高；而氨氮指標(biāo)則隨著水溫的升高而下降，高錳酸鹽指數(shù)在水溫較低或水溫較高時(shí)(冬、夏兩季)，則含量較高。

　　　　

　　藻類含量較高期集中在5、6、7、8四個(gè)月份，累計(jì)平均286.61萬個(gè)/升，是其他月份平均值的2.47倍，氨氮含量較高期集中在11、12、1、2、3五個(gè)月份，累計(jì)平均1.22mg/l，最高2.60mg/l，是其他月份平均值的2.96倍。
　　高錳酸鹽指數(shù)含量較高期集中在6、7、8、12、1、2、3七個(gè)月份，累計(jì)平均6.75mg/l，最高8.4mg/l，是其他月份平均值的1.40倍。由此可見，原水有機(jī)污染指標(biāo)隨水溫的變化而具有明顯的變化規(guī)律。

2、水處理狀況

　　依靠優(yōu)良的凈水藥劑，高效、可靠的凈水工藝設(shè)施，強(qiáng)化水廠工藝管理，采用凈水過程全面質(zhì)量控制，是保證和提高供水水質(zhì)的關(guān)鍵；但在以上條件相對確定的前提下，原水水質(zhì)的好壞，則是影響供水質(zhì)量的重要因素。針對柿園水廠的原水水質(zhì)狀況，原水中氨氮、藻類、高錳酸鹽指數(shù)是影響水處理難易與否的關(guān)鍵因素。
　　原水中氨氮、藻類、高錳酸鹽指數(shù)增加，一方面對水處理帶來困難，另一方面使混凝劑、消毒劑的消耗大量增加，使制水成本升高。面對水源水質(zhì)的變化,常規(guī)飲用水處理工藝已顯得力不從心。國內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果表明，受污染水源水經(jīng)常規(guī)的混凝、沉淀及過濾工藝只能去除水中有機(jī)物20%-30%，且由于溶解性有機(jī)物存在，不利于破壞膠體的穩(wěn)定性而使常規(guī)工藝對原水濁度去除效果也明顯下降（僅為50%--60%）^［1］。
　　根據(jù)多年的運(yùn)行情況分析，其三者的去除率也同樣與水溫有一定的關(guān)系。以氨氮的去除率為例：其去除率隨水溫的提高而逐步提高，最高去除率可達(dá)到73％，最低去除率為5％；水溫在25℃以上時(shí)去除率可達(dá)50％-70％，水溫降到15℃以下，氨氮去除率為5％-10％。

3、措施與對策

　　要保證城市供水質(zhì)量，除加強(qiáng)水源保護(hù)，防治水質(zhì)污染以外，作為城市供水企業(yè)，則必須根據(jù)原水水溫及水質(zhì)的變化，采取不同的處理措施。
3.1 強(qiáng)化常規(guī)處理工藝
　　強(qiáng)化常規(guī)處理工藝，主要是降低濁度、合理加氯和改進(jìn)運(yùn)行管理三個(gè)環(huán)節(jié)。降低出水濁度，不僅水中的細(xì)菌、病毒及有機(jī)物將隨著濁度的降低而降低，而且可去除50％的消毒副產(chǎn)物前體物。根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析：沉淀池出水濁度在6.0NTU以內(nèi)，是比較經(jīng)濟(jì)的控制指標(biāo)。
　　根據(jù)以上結(jié)果，在水溫較高的5、6、7、8四個(gè)月份，藻類含量較高，可采取予氯化的處理方法，使大部分藻類在沉淀池中去除，以減輕濾池等后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，提高出廠水的質(zhì)量。而在水溫較低的11、12、1、2、3五個(gè)月份，氨氮及高錳酸鹽指數(shù)含量較高，則不宜采用予加氯處理，以減少氯與水中存在的有機(jī)物質(zhì)形成三鹵甲烷(THM3)等對人體有害的可疑致癌物可能，而采用粉末活性炭，是處理微污染原水的最有效的方法。
3.2 不同季節(jié) (不同原水水溫)，不同原水水質(zhì)條件下采取不同的處理措施
　　在常規(guī)工藝處理的基礎(chǔ)上，增加深度處理工藝，是解決原水有機(jī)污染、提高供水水質(zhì)的良好舉措。但就我市目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力而言，還沒有能力完全進(jìn)行深度處理。因此，在目前的條件下，要提高出廠水質(zhì)量，必須根據(jù)不同季節(jié)不同原水水質(zhì)條件，采取不同的處理措施。
　　根據(jù)生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果：通過對聚合硫酸鐵、硫酸鋁等混凝劑的生產(chǎn)性投加試驗(yàn)對比，聚合硫酸鐵適用于低溫、低濁且原水有輕微污染的水質(zhì)；聚合鋁則適用于原水水溫和濁度相對較高的季節(jié)，比如每年的6、7、8等月份。
　　前已述及：在原水藻類較高期，采用予氯化處理，可以取得較好的處理效果，但在原水有機(jī)污染較重，高錳酸鹽指數(shù)在6.0mg/l以上，氨氮含量在1.0mg/l以上時(shí)則不宜采用予氯化處理。2000年5月～2001年6月在鄭州市柿園水廠進(jìn)行除藻劑(FL45C)的投加試驗(yàn)，投加量1.0～1.5mg/l，沉淀池出水藻類去除率達(dá)70％～80％，出廠水藻類去除率達(dá)90％～95％，取得了良好的處理效果。
3.3 進(jìn)行予處理及深度處理
　　加強(qiáng)工藝管理，保證各工藝環(huán)節(jié)合理、優(yōu)化運(yùn)行，可以降低水中有機(jī)物含量。但在原水有機(jī)污染嚴(yán)重的情況下，只有進(jìn)行深度處理，才是保證供水水質(zhì)的有效途徑。
　　經(jīng)過近兩年多的生產(chǎn)試驗(yàn)證明，應(yīng)用粉末活性炭處理微污染原水具有良好的效果，可大幅度降低水中的色、嗅及致突變活性。在低溫低濁期進(jìn)行的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)投加粉末活性炭，對水中的有機(jī)污染指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)具有良好的去除效果，投加量在15mg/l時(shí)，去除率可達(dá)75％，同時(shí)可使出廠水嗅閥值降低到0級。今后除繼續(xù)搞好粉末活性炭的生產(chǎn)試驗(yàn)以外，還應(yīng)逐步開展生物處理-臭氧、活性炭及常規(guī)處理組合工藝的試驗(yàn)研究。
3.4加強(qiáng)原水水質(zhì)監(jiān)測
　　原水水質(zhì)監(jiān)測的及時(shí)率和準(zhǔn)確性，是保證水處理各工藝環(huán)節(jié)安全、合理運(yùn)行的基礎(chǔ)。要使供水水質(zhì)真正達(dá)到指標(biāo)要求，必須能正確分析規(guī)定的水質(zhì)項(xiàng)目，并進(jìn)行確切的評價(jià)，找出供水水質(zhì)存在的問題，從而提出對策^［2］?！冻鞘泄┧袠I(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》從水源水質(zhì)、水質(zhì)處理、配水管網(wǎng)等幾個(gè)方面論證了實(shí)現(xiàn)水質(zhì)目標(biāo)的必要性和可行性，為我們加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測分析提出了目標(biāo)和方向。
總之，實(shí)行完善的原水水質(zhì)監(jiān)測體系，提高監(jiān)測資料的統(tǒng)計(jì)分析水平，探討原水水質(zhì)的變化規(guī)律及對水處理的影響，是實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理的一項(xiàng)重要保證。

參考文獻(xiàn)
1： 王占生 劉文軍， 微污染水源飲用水處理 ， 中國建筑工業(yè)出版社 1999
2： 汪光燾等， 城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃， 中國建筑工業(yè)出版社 1993