淺談水資源中水源切換對水質的影響

焦志剛

（華北水利水電大學土木與交通學院 河南鄭州 450011）

水資源短缺是制約我國很多地區經濟發展的主要因素。如何有效保證水資源的安全一直是國內外水工業關心的熱點問題。為了解決水源地出現突發性的污染事件，我國許多城市供水系統都配置了多個水源。不同水源水質差別很大，經過水廠相同工藝處理后，很多水質理化指標差異明顯，在對供水水源進行切換時，這種差異性會惡化水的質量，造成輸水管道表面腐蝕，出現“紅水”現象。同時，輸水管管壁生物膜脫落進入水中，出現異味和異臭。本文用實驗的方法，將不同水源進行切換，通過測試管網水水質參數的變化，分析了水源切換對水質的影響，并提出了一些控制措施。

1 實驗方案與測試結果

1.1 實驗方案

選取某城市的某一水廠，該水廠的處理工藝為常規處理，該水廠的水源有兩個：地表水源A水庫水源B，其中水源A為常用水源，水源B為備用水源，在水源A連續運行198天的情況下，關閉A的閘門，打開水源B，讓水源B的水進入該水廠的水處理構筑物進行處理。將監測點設置在離水廠5km處某小區的取樣點，監測間隔為1小時。監測從換水當日8點開始，到次日17點結束。需要測試的指標和測試方法如表1所示。

表1 測試指標和測試方法

1.2 測試結果

表2 水源A和水源B的水質

在水源切換過程后，濁度在1~4NTU之間，堿度從180mg/L下降至120mg/L，pH從7.6下降至7.13，鈣、鎂離子在切換過程中變化很小，余氯變化比較復雜，開始階段不斷下降，在換水15小時后達到最低，接著開始上升，到第二天15點達到最高值。

在整個過程中，水中總鐵含量隨時間不斷上升，在10小時后出現峰值，持續一段時間后開始下降。其中峰值附近的超出國家飲用水標準，其他時間都低于0.3mg/L。

2 水源切換對水質影響分析

由表2可以看出，水源A和水源B的水質差別較大。在不同水源進行切換后，鈣、鎂離子及氯化物含量變化不大，但鐵的含量卻變化明顯。這是由于水源切換后，管垢的化學平衡被破壞，致使管壁附著物脫落融入水中，管網水中鐵含量急速增加，水質惡化。從相關研究者的研究結論可以得出，影響管網水中鐵含量的因素有pH、余氯和堿度。

2.1 pH的影響

在一定溶解氧和水力條件下，增加pH有利于Fe(OH)2和FeOH的生成，同時碳酸亞鐵和氫氧化亞鐵的溶解度隨pH的增加而下降。另外提高pH值能加快二價鐵的氧化速率使管垢表面的鈍化層趨于穩定，所以增加pH有利于控制鐵的化合物而減少鐵的釋放。從測量結果來看，水源pH不同，導致切換后pH下降，從而引起管網水中鐵的含量。

2.2 余氯的影響

余氯對管網鐵的釋放影響明顯，對于比較舊的輸水管道，如果余氯減少，水中鐵含量將升高。具體原因可以從管垢結構來分析，余氯有強氧化性，能保護管垢第一層不被破壞，從而使內部的二價鐵不會釋放出來。

2.3 堿度的影響

在堿度較高的環境下，水中碳酸根離子較多，管壁的碳酸亞鐵含量較多，控制了鐵的釋放。當堿度下降時，水中碳酸根離子減少，平衡被打破，碳酸亞鐵溶解度增加，鐵的釋放量上升。從監測的數據來看，水源切換后，堿度下降，管網水的緩沖能力下降，從而導致含鐵化合物的溶解度增加。

3 水源切換中水質惡化的控制策略分析

通過以上測試結果和分析來看，對于切換水源導致的水質惡化現象，可以采取如下幾點控制策略。

3.1 調節酸堿度。從上面分析可以得出，提高pH可以抑制鐵的釋放。所以可以在水廠處理水的過程中，增加調節水廠pH的處理措施，同時調整出水的堿度，保證出廠水的穩定性。

3.2 添加緩濁劑。從國外研究資料來看，改善水質量的另一個有效途徑就是添加磷酸鹽。在水源切換時，如果在混合水中添加磷酸鹽，可以有效控制和降低腐蝕產物的產生，減輕水質惡化程度。

3.3 提高出水余氯。在水源切換過程中，可適當提高加氯量，加大對余氯的監測力度，保證管網水中余氯的含量。如果管網系統龐大，并且水中有機物含量較高，可以考慮采取多級加氯措施。

[1]杜敏娜.多水源切換對給水管網水質的影響研究[D].西安建筑科技大學.2010.