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          湖州城西水廠常規水質指標的分析探討

          日期:2009-10-15 訪問次數:10662

             城西水廠化驗室負責原水和出廠水中十多項水質指標的分析,經過對以往資料的總結,發現了其中的一些規律,現談談自己的看法。
          一、城西水廠的原水特點:
              城西水廠的原水取自東西苕溪匯合處,經過長兜港流入太湖。東苕溪發源于東天目山臨安市,流經瓶窯、德清城關鎮后,大部分水量是流經菱湖、和孚漾,穿過頔(di)塘,在湖州城東毗山附近與西苕溪匯合,經大錢口入太湖,沿途在臨安,德清等鎮有一定污染源。在太湖水位偏低,西苕溪水量較小時,城西水廠取到的原水可能就是東苕溪的。
          西苕溪上游稱西溪,發源于天目山北麓安吉縣大沿坑,經塘浦、梅溪并流經長興縣,至目山進入湖州市區,在杭長橋處與東苕溪導流港匯合,流入太湖,該流域工業污染主要是一些石礦,經整治后已明顯好轉,主要是船舶運輸繁忙,致使水體濁度較高,顏色常是暗黃色。西苕溪主要的一個支流便是長興港,發源于長興夾鋪鎮和泗安鎮,由于沿途的長興鎮工業較發達,但是治理又比較薄弱,所以相關污染要高一點,船舶運輸也是十分繁忙,水體濁度很高,低泥基本上是褐色的,水質較差。
              在“引江濟太”工程實施以來,我們取的原水大部分時間是太湖水,和苕溪水相比,太湖水最大的特點就是濁度低,藻類多。據水質監測站的檢測資料表明,水體水質基本在三類。
          由于這三股水體在西廠取水口都能取到,而且有時變化起來措手不及,所以對制水造成了一定麻煩。一般情況下,長期不下雨時,以太湖水和西苕溪水的混合水為主,濁度在100NTU以下,在大雨過后,基本以西苕溪水為主,濁度也極不穩定,有時會高于1000NTU。
              總之,城西水廠原水的特點就是不穩定,變化的速度快,頻率高,要求化驗室和制水班組及時根據水質情況做出反應。
          二、進出各項水質指標的對比情況
              城西水廠采用的是強化常規凈水工藝,投加高錳酸鉀是為了去除水中的錳,同時高錳酸鉀也起到了很好助凝作用,投加粉末活性炭為了吸附藻腥味,同時可以防止濾池上藻類的生長,詳見下圖:
          經過我們對化驗數據的統計分析后,發現本工藝對各項指標的去除情況和影響因素大致如下:
              1、濁度:國家標準限值是1.0NTU,我公司內控標準是0.5NTU。據運行情況來看,城西水廠原水的濁度變化較大,要控制好出廠的濁度,就要控制好濾前水的濁度,因為在濾池的各項參數基本不變的情況下,其對濁度的去除率也是相對固定的,因此根據濾前的濁度來控制加礬量是關鍵。據取樣分析表明,根據城西水廠濾池的特性,一般只要控制濾前水的濁度在4 NTU時,濾后水的濁度才能達到0.5NTU以下,但在藻類爆發時,濾前水需要控制濁度在2NTU以下。出廠水的濁度也會受清水池中積泥或鐵錳氧化物沉積的影響,如果發現出廠水比濾后水濁度明顯上升的話,就可能是清水池的問題了。
              2、臭和味:臭和味是個感官性指標,國家標準限值是無異臭、異味,水中的臭和味主要由有機物引起,用戶對該指標的反應也比較直接。由于出廠水中含有一定的余氯,所以出廠水帶有明顯的漂白粉味,由于夏天余氯消耗快,出廠水要求余氯的含量就高,因此產生的氣味也越濃,相比而言,冬天就要低的多。如果水源受到污染的話,臭和味則是個比較敏感的指標,對像機油污染、化工廢水污染、酚類污染等等,都對出廠水的臭和味會產生一定影響。對臭和味的檢測,最好提前到濾后總管上取樣,這樣可以排除余氯對檢測的干擾。
              3、色度:國家標準限值是15(鉑鈷色度單位),出廠水的色度一般受鐵、錳含量的影響較大,比如,氧化態鐵含量超過0.7mg/L時就會產生明顯的黃色,氧化態錳含量超過0.3mg/L也會對水的色度產生明顯影響,此外原水污染時也有可能會影響色度,比如印染廠排放污水產生的色度,通過常規工藝是很難去除的。由于鉑鈷標準色度顯淡黃色,在對該指標進行檢測時如有其他異色應用文字表達。
              4、pH值:國家標準限值是6.5~8.5,據我公司的分析資料表明,原水的pH值年平均為7.9,出廠水的pH值年平均為7.5,pH值的降低主要是由于投加氯氣引起的,其次是投加絮凝劑(液體聚氯化鋁的pH值=2.6)引起的,一般出廠水的pH值比原水的pH值下降約0.4左右。如出廠水低于7.0,易引起出廠水對管網的腐蝕,但并沒有資料表明pH值在6.5~7.0時會對人的健康產生影響。
              5、余氯:國家標準中根據使用消毒劑種類的不同將余氯分為游離氯和總氯,對使用氯氣及游離氯制劑的游離氯0.3~4.0mg/L,對使用氯胺的總氯0.5~3.0mg/L,《城市供水水質標準》中則要求出廠水游離氯≥0.3mg/L或總氯≥0.5mg/L。目前城西水廠的原水中氨氮含量比較高,所以出廠水以總氯為控制指標,對供水區域較大的企業來說,采用氯胺消毒更有利于管網末梢水中的余氯控制。
              6、總堿度:總堿度是衡量水中能與氫離子反應的堿的總量,這個指標對采用鐵鹽、鋁鹽的制水廠是個必檢指標,因為鐵鹽、鋁鹽在絮凝時要求水有一定的堿度,否則絮凝效果很差,但對采用聚合鋁鹽(如PAC)的制水工藝而言,并無多大指導意義,而且水質標準中對此項目也沒有要求。據數據表明,出廠水的總堿度比原水低10%-20%左右。
              7、總硬度:國家標準限值是450 mg/L,總硬度是水中的鈣鎂總量,一般地下水由于溶解的鈣鹽和鎂鹽比較多,所以總硬度高,地表水多以降水為主,故總硬度較低,本廠的原水和出廠水基本在100-200之間,如果突然升高也可能由污染引起,但出廠水總硬度低于100 mg/L也會增加自來水對管網的腐蝕性。常規制水工藝對總硬度并無去除效果。
              8、氯化物:國家標準限值是250 mg/L,氯化物的總量也可以看出水質的好壞,因為氯離子多由工業廢水排入所致,本廠的氯離子在一年之中的變化也是很大,低的時候不到10mg/L,比如在每年的春節期間,水質特別好,高的時候可達60-70 mg/L。液氯的使用會增加水中氯離子含量,視加氯量不同,出廠水的氯化物比原水高出約5~8 mg/L。氯化物濃度過度會水產生咸味,并對管網產生腐蝕。
              9、耗氧量:國家標準限值是3 mg/L,在水源限制或原水耗氧量>6mg/L時,限值是5 mg/L。耗氧量是指水體中可被高錳酸鉀氧化的有機物和無機物含量,被認為是一個衡量水體污染程度的指標。由于水源的不同,苕溪水和太湖水的耗氧量相差很大,一般都是苕溪水要高,太湖水要低,城西水廠的強化常規工藝對耗氧量的去除并不理想,07年的統計資料表明,去除率為54%左右,合格率為96%左右。
              10、氨氮和亞硝酸鹽:這兩項均為非常規指標,國家標準限值是0.5 mg/L和1.0 mg/L。氨氮和亞硝酸鹽也是一個衡量水體污染程度的指標。在原水中的氨氮主要是由于工業廢水排放和農田施肥引起的,所以在農田施肥季節原水的氨氮含量要比平時高,亞硝氮極少數是直接排放出來的,主要是由氨氮轉化而來。
              11、鐵和錳:國家標準限值分別是0.3mg/L和0.1mg/L,是這兩個元素在自然界中一般是共存的,西苕溪流經的西部山區含鐵錳量較高,所以使水源水中的鐵錳含量也偏高,分析數據顯示,鐵錳含量的高低與原水濁度也有很大相關性,濁度越高,鐵錳含量就高。但其中大部分的鐵是以化合物的形態存在,真正溶解于水的只占極少一部分,通過常規的凈水工藝完全能使出廠水達標。錳相對鐵而言,更難以被氧化,因此自然水體中溶解的錳要比鐵高,常規的工藝加氯雖然可以氧化一部分錳,但效果不是很好。通過實驗,我們以投加高錳酸鉀的方式去除錳的效果是很明顯的。對出廠水而言,鐵和錳的含量控制的越低越好,因為自來水中的鐵錳經加氯氧化后,生成氧化態的鐵錳很容易在管網中沉積,為此我公司每年都要安排全市的管網沖冼,以保證供水水質。
              12、微生物指標:國家標準中菌落總數的限值為100CFU/mL,總大腸菌群、耐熱大腸菌群的限值為不得檢出/100mL。原水中存在著大量的微生物,水中的菌落總數可作為評價水質清潔程度和考核凈化消毒效果的指標,菌落總數增多說明水體已被污染,但不能說明污染來源,因此,還需要綜合考慮總大腸菌群和耐熱大腸菌群的值,總大腸菌群主要來自溫血動物糞便,結合耐熱大腸菌群或大腸埃希氏菌的檢測,可作為判斷原水受糞便污染的情況。
          三、水質指標之間的相關性分析
              1、水源水中氨氮、亞硝酸鹽的高低與余氯的關系
          據分析資料顯示,水源水中的氮氮、亞硝酸鹽的高低是直接影響清水中余氯的指標,氨氮、亞硝酸鹽高到一定數值時,清水中的余氯有時很低或幾乎測不出。它們之間的轉換關系大致如下:
              (1)氨氮可以在亞硝菌的作用下,轉換為亞硝酸鹽;
              (2)氨氮可與次氯酸反應,生成一氯胺、二氯胺、三氯胺等化合態氯胺;
              (3)亞硝酸鹽具有還原性,可被次氯酸氧化為硝酸鹽氮而消耗氯氣。
          分析數據表明,水源水亞硝酸鹽數值超過0.3mg/L左右時,對生產中的加氯量影響會很大。在生產中只有加大液氯量才能有效的去除的亞硝酸鹽,城西水廠在生產中為了去除亞硝酸鹽一次加氯開到6kg/kt,二次加氯開到9kg/kt。
              2、水源水中的錳含量與高錳酸鉀投加量的一定關系
          從2002年開始,城西水廠已開始投加高錳酸鉀除錳和助凝,效果比較好,據2007年的統計資料表明,在原水錳含量平均為0.25mg/L的情況下,出廠水平均值為<0.05mg/L,合格率為98.86%。以城西水廠的原水為例,錳含量與高錳酸鉀投加量的關系如下表所示。
          原水錳含量(mg/L) 高錳酸鉀投加量(kg/kt)
          0.2 0.3-0.4
          0.3 0.5-0.6
          0.4 0.6-0.7
          0.5 0.7-0.8
          0.6 0.8-0.9
          0.7 0.9-1.0
          0.8 1.0-1.1
           
          四、結束語
              水廠化驗室作為制水過程的哨兵,需要有極強的責任心,無錫水污染事件表明,只有生產一線的化驗操作人員認真負責,才能及時發現問題,為生產和決策提供科學依據,并要總結經驗,摸索規律,保證出廠水水質。


           
           
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