水廠錳和藻類超標(biāo)問題分析及改進(jìn)措施

摘 要：本文結(jié)合自來水廠錳和藻類超標(biāo)問題，在分析超標(biāo)原因的基礎(chǔ)上，探討了錳和藻類超標(biāo)去除技術(shù)和改進(jìn)措施，取得了較好的效果，對于水廠工作人員具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：水廠;藻類;錳;取水口

五蓮縣水務(wù)集團(tuán)有限公司坐落于山東省日照市，是五蓮縣重要的城市水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施投融資平臺(tái)，同時(shí)負(fù)責(zé)水源開發(fā)利用與工程建設(shè)，是五蓮縣城市供水、制水及輸配水的工程投資建設(shè)和運(yùn)營管理的主要單位，在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施過程中，負(fù)責(zé)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理、排放及中水回用的投資建設(shè)和運(yùn)營管理。

1 水廠錳超標(biāo)問題分析及改進(jìn)措施

1.1 錳超標(biāo)污染問題

五蓮縣水務(wù)集團(tuán)有限公司下屬某水廠于2017年-2018年間多次發(fā)生錳和藻類超標(biāo)問題，現(xiàn)場技術(shù)人員在綜合分析錳和藻類超標(biāo)原因的基礎(chǔ)上，探討了控制錳和藻類含量的技術(shù)措施。

造成水庫水質(zhì)變化的因素可分為外源性污染和內(nèi)源性污染兩大類。其中水庫外源性污染指的是，地表徑流在進(jìn)入水庫之前，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排污管理不規(guī)范，導(dǎo)致大量的污染物匯入水庫，外部污染物流入后，主要是沉積在水庫底層所造成的水質(zhì)污染;水庫內(nèi)源性污染主要是在水庫水體自然循環(huán)過程中，水庫底部污染物翻攪到中上層造成污染，或者是水體自身的部分物質(zhì)導(dǎo)致的污染。

2017年6月12號(hào)開始，水廠原水錳含量超標(biāo)，水廠原水錳從0.2mg/L逐步升高，7月份已經(jīng)超過1.0mg/L，最高值達(dá)到2.2mg/L，超標(biāo)22倍。

1.2 錳超標(biāo)室內(nèi)試驗(yàn)分析

現(xiàn)場工作人員在發(fā)現(xiàn)錳含量超標(biāo)后的第一時(shí)間，開展了預(yù)氧化除錳試驗(yàn)，安排3組高錳酸鉀預(yù)氧化除錳試驗(yàn)，考慮到原水的錳含量在1.5mg/L左右，高錳酸鉀的投加量設(shè)定為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mg/L。試驗(yàn)結(jié)果顯示，高錳酸鉀預(yù)氧化的除錳效果較差。分析認(rèn)為，水庫原水的氨氮含量超過1.0mg/L。在有過量的氨氮（超過0.5mg/L）存在的水體中，水體呈還原態(tài)。此時(shí)，采用高錳酸鉀預(yù)氧化除錳效果微弱。

同時(shí)，計(jì)劃使用氧化劑除錳。安排了一組二氧化氯預(yù)氧化除錳試驗(yàn)和一組次氯酸鈉預(yù)氧化除錳試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果可知，在嚴(yán)重惡化的水質(zhì)條件下，投加氧化劑除錳是沒有效果的。

1.3 錳超標(biāo)問題現(xiàn)場勘測

水廠的凈水處理工藝采用了常規(guī)處理，原水→混凝劑→管式混合→折板絮凝→斜管沉淀→普通快濾→加氯消毒→出水，該水廠沒有清水池，該處理工藝對錳、氨氮等污染嚴(yán)重的原水水質(zhì)無處理能力。

通過現(xiàn)場檢查，初步判斷水廠原水錳和氨氮嚴(yán)重超標(biāo)的問題，與原水取水口的位置密切相關(guān)。由于原水管進(jìn)水口位于水庫末端，位置應(yīng)在死庫容之上、有效庫容的底部。如果水庫周邊連續(xù)暴雨，大量地表徑流進(jìn)入水庫，會(huì)導(dǎo)致輸水管道附近淤泥大量積聚，并隨著原水進(jìn)入輸水管道內(nèi)，由于原水取水量較少，取水口周圍水的流動(dòng)性較差，水質(zhì)逐步惡化。

1.4 原水水質(zhì)檢測結(jié)果

水質(zhì)檢測中心經(jīng)過7/16、17、18號(hào)連續(xù)三天的取樣分析，檢測數(shù)據(jù)證實(shí)了之前的分析結(jié)果，水庫原水的錳含量低于0.2mg/L，渠道、水廠原水的錳含量超過1.0mg/L。水廠原水錳超標(biāo)的問題，主要是源于取水口位于水庫輸水管道上，底部淤泥的污染導(dǎo)致水質(zhì)惡化，錳、氨氮等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。

1.5 錳超標(biāo)原因分析

水廠原水錳和氨氮嚴(yán)重超標(biāo)問題的根本原因是水系被嚴(yán)重污染，加上錳和有機(jī)污染物在水庫底部常年累積。在夏天來臨之際，水溫升高，水體處于厭氧狀態(tài)，水庫底泥中四價(jià)錳被還原為二價(jià)錳，隨底泥上浮所致。水廠采用常規(guī)凈水處理工藝，難以除去原水中含有的高濃度錳，雖然一般在理論上在水廠中采用預(yù)加氯以及投加高錳酸鉀強(qiáng)氧化劑等措施，具有很好的除錳效果。但因水中含有高濃度氨氮，降低了水中的氧化還原電位，導(dǎo)致投加高錳酸鉀除錳效果欠佳。

其次，與水廠原水取水口位置密切相關(guān)。由于原水取水口是利用水庫放水洞放水，放水洞位于水庫底部，靠近底泥處，取水量較少，取水口周圍水的流動(dòng)性較差，水質(zhì)逐步惡化。

通過取樣分析發(fā)現(xiàn)，錳在水庫中的分布具有明顯分層現(xiàn)象，水庫中上層范圍內(nèi)錳含量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，只有靠近底泥的很小范圍內(nèi)，錳含量才嚴(yán)重超標(biāo)。

1.6 錳超標(biāo)控制分析

水廠錳超標(biāo)控制工程措施：①利用水庫放水洞加大放水量，將水庫放水洞口內(nèi)及附近淤泥沖刷掉，但該措施放水量太大，造成水資源浪費(fèi);放水后，原水的錳含量迅速下降，但是，當(dāng)停止放水后，水廠的原水錳含量仍然維持在1.0mg/L以上。顯然，短時(shí)間的放水解決不了根本性問題。而且，水庫也不可能允許長時(shí)間排水;②變更水廠原水取水口位置，加高水庫涵洞底高程或采用虹吸取水方式，取水庫中下層水，避免底泥污染，該方案為較優(yōu)方案。

2 水廠藻類超標(biāo)問題分析及改進(jìn)措施

2.1 藻類超標(biāo)問題

2017年8月13號(hào)開始，由于氣溫升高，降雨量增多，氮、磷等物質(zhì)大量進(jìn)入水庫，水庫開始出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。衛(wèi)生部推薦飲用水源水中藻類衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)警戒限值為21萬/L，按照此標(biāo)準(zhǔn)，第一次取樣進(jìn)廠水源水超標(biāo)80倍，第二次取樣進(jìn)廠水源水超標(biāo)332倍。具體數(shù)據(jù)如下表所示。

2.2 藻類超標(biāo)問題危害分析

首先，從自然環(huán)境角度分析，藻類超標(biāo)會(huì)影響水體的水質(zhì)，從而影響水中植物的光合作用，造成魚類大量死亡。同時(shí)，因?yàn)樗w富營養(yǎng)化，藻類大量繁殖，形成一層“綠色浮渣”，易產(chǎn)生有害氣體，發(fā)散臭味。其次，從水廠供水角度分析，藻類超標(biāo)會(huì)造成水廠處理難度增大，增加凈水成本，易導(dǎo)致出廠水色度、渾濁度、微生物指標(biāo)難以控制，危害縣城居民飲水安全。

2.3 藻類超標(biāo)問題原因

通過檢測表明，水庫藻類含量超標(biāo)嚴(yán)重的根本原因是水系被污染，加上生活污水、有機(jī)垃圾和家畜家禽糞便以及農(nóng)施化肥產(chǎn)生的氮、磷等物質(zhì)大量進(jìn)入水庫。在盛夏水溫升高，光照充足，營養(yǎng)物質(zhì)豐富的條件下，水庫中的藻類快速繁殖、增多。

水廠采用常規(guī)凈水處理工藝，水廠處理工藝相對比較簡單，沒有深度處理工藝，難以除去原水中含有的大量藻類，導(dǎo)致除藻效果欠佳。在理論上水廠采用投加單過硫酸氫鉀、增加預(yù)前加氯、提高凈水劑投加量等應(yīng)對措施，對于除藻具有較好效果。

2.4 藻類超標(biāo)控制分析

分析藻類控制的工程技術(shù)措施，增加生物濾池等深度處理工藝，預(yù)防藻類進(jìn)入管網(wǎng)。投加單過硫酸氫鉀、增加預(yù)前加氯、提高水中氯含量的方法加強(qiáng)氧化殺藻效果、提高凈水劑投加量增加聚沉效果、投加活性炭吸附異味、增加沉淀池排泥沖洗次數(shù)、增加虹吸濾池反沖洗次數(shù)。

5 結(jié)語

通過上文的分析，可以看到，導(dǎo)致水廠錳和藻類超標(biāo)的根本原因是水體污染，水廠可采取一定的工程技術(shù)手段去除錳和藻類，但是常規(guī)的技術(shù)手段存在治標(biāo)不治本、需要持續(xù)使用處理劑和增加工藝流程的問題，部分單位也提出了優(yōu)化取水口位置的方案，取得了一定的成效，但是如不能根本上提升原水水質(zhì)，長此以往必然導(dǎo)致水廠效益下降，水處理技術(shù)人員和研究學(xué)者應(yīng)探討研究更加高效節(jié)能的錳和藻類超標(biāo)去除技術(shù)及相應(yīng)的處理劑，提升水廠水處理能力。

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作者簡介：

莊振峰（1990- ），男，民族：漢族，籍貫：山東省日照市人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于陜西省榆林學(xué)院，現(xiàn)有職稱：助理工程師，研究方向：水質(zhì)檢測。