運用常規工藝實現南水北調原水達標處理

2015-07-28 07:19:03郭兆學范建偉淄博市引黃供水管理局山東淄博255000

山東水利 2015年7期

郭兆學，范建偉（淄博市引黃供水管理局，山東淄博 255000）

運用常規工藝實現南水北調原水達標處理

郭兆學，范建偉
（淄博市引黃供水管理局，山東淄博 255000）

【摘要】南水北調淄博市配套工程依托淄博市引黃供水工程建設，通過引黃供水工程凈水工藝對南水北調長江水處理達標后實現配置利用。本文通過分析南水北調原水對凈水工藝的影響，提出工藝運行調整措施，并分析了工藝存在的不足，提出了改進方向。

【關鍵詞】南水北調；配套工程；凈水工藝；水質處理

淄博市于2013-11-16～12-01和2014-05-26～06-06先后2次引用南水北調水，在全省率先實現了對南水北調原水的達標處理。淄博市引黃供水公司從2013年起，著手研究制定處理南水北調原水的工藝調整和運行方案。該方案以現有常規處理工藝為基礎，針對來水水質特點，對處理工藝進行調整、適應、優化，保證成品水水質達標。由于南水北調工程調水線路長，途經湖泊多，來水水質與長江原水存在明顯差異，經2次引水過程中化驗檢測，其耗氧量（COD-Mn）、藻類和色度等指標均較高，與黃河直供及調蓄水庫原水水質也存在較大差異。

1　南水北調原水對凈水工藝的影響

1）影響澄清效果。南水北調原水藻類和耗氧量指標高，說明水體中含有大量生物膠體雜質和部分有機污染物，色度、嗅和味指標差，說明水體中溶解性的有機高分子物質，如腐殖質等含量多。這些雜質都以膠體顆?；蛘呷芙庑晕镔|的形式存在于原水中，穩定性強，投加的混凝劑難以打破其微粒間的受力平衡，達不到較好的凝聚和絮凝反應。表現在澄清池二反室形成的礬花細碎、易沉，形不成有效的活性泥渣，二反室活性泥渣的5min沉降比會逐漸消失，導致澄清池出濁難以控制，出水水質變差。

2）影響過濾效果。南水北調原水對濾池過濾性能影響較大。原水經過澄清池混凝沉淀工藝后，部分未得到充分處理的膠體雜質到達濾池，由于其特殊的物理和化學特性，很難緊密吸附在砂粒上，而是大量堵塞在濾砂空隙中，造成濾砂間隙變小，過水流速加快，大大影響了砂粒對水中雜質的篩濾和粘附作用，導致濾砂抗擊穿能力減弱，表現在濾池過濾水頭損失增長快，過濾性能下降，出濁迅速升高并難以控制。

3）加大處理成本。正常原水水質條件下，凈水工藝只需要投加聚合硫酸鐵和少量聚丙烯酰胺，便能達到較好的混凝沉淀和過濾效果，出水水質能夠穩定達標。處理南水北調原水，需要采取一系列特殊的強化處理措施，最大限度消除藻類、有機物等對凈水工藝的不利影響，由此加大了水處理成本，對供水企業的經濟效益產生影響。

2　工藝運行調整的措施及效果

1）在泵站前池投加高錳酸鉀和粉末活性炭。原水由泵站前池到進入凈水工藝需歷時3～4 h，選擇此投加點，所投加藥劑的作用時間長，比直接在凈水工藝投加效果明顯更好。通過試驗，高錳酸鉀的強氧化性，能將原水中藻類及有機物進行氧化和分解，再配以投加粉末活性炭進行吸附，可使原水中藻類和有機物的直接去除率達到30%以上。

2）加大凈水工藝中的聚合鐵鹽投加量并增加聚合鋁鹽投加。通過燒杯混凝試驗驗證，加大藥劑投加，可增加水中帶電荷藥劑顆粒的密度，提高與水中膠體顆粒碰撞的幾率和頻率，使膠體雜質能夠有效脫穩，增強顆粒間的凝聚和絮凝反應，對澄清池起到強化混凝、改善活性泥渣沉降性能的效果。通過運行試驗，鐵鹽與原水中膠體雜質混凝形成的礬花細碎、沉降快，形不成有效的活性泥渣，澄清池二反室泥渣的5 min沉降比保持不好，導致其絮凝作用減弱甚至消失。增加鋁鹽投加，形成的礬花體積變大，密度小，懸浮性好，增強了活性泥渣接觸絮凝的效果，并能維持較好的沉降性能。通過不斷的運行試驗摸索，確立了鐵鋁鹽混合投加的最佳投加比，使鐵鋁鹽相輔相成、共同作用，既能強化混凝、改善澄清池反應室的礬花性能，提高其處理復雜原水的能力，也改善了濾池的過濾性能。

3）調整濾池運行方式。首先，增加濾池單池運行個數，以有效降低單池過濾負載和濾速，減輕出濁超標的壓力。同時，縮短濾池反沖洗周期，將每次反沖洗的時間由平時的6 d左右調整為不超過3 d，可有效解決因來水中未被充分混凝的膠體顆粒過濾時易阻塞濾砂，導致濾池過濾性能下降的問題。濾池單格反沖洗完成后，若直接進入過濾狀態，池面余濁較高、未完全排凈的反沖水會對過濾產生短時間的沖擊作用，使濾池出濁瞬時升高。為此，反沖后的濾格先關閉出水調節閥，開啟進水閘板閥，池面保持一定水位3～4 h，進行充分壓砂后，再打開出水調節閥進入正常過濾狀態。

4）澄清池運行參數的調整。通過運行試驗，進一步摸清了澄清池保持合理的二反室沉降比與攪拌機轉速、加藥及出濁的關系。在澄清池的運行調整過程中，為有效降低澄清池出濁，一是合理提高加藥量，二是在保證二反室沉降比穩定的前提下，合理降低攪拌機轉速。若降低攪拌機轉速后二反室沉降比出現下降，需合理增加鋁鹽投加，并減少排泥次數和排泥時長。若沉降比仍無法維持，需將攪拌機轉速適當上調，直至確定藥量、出濁和轉速的最佳結合點。因南水北調來水水質不夠穩定，故每次運行參數調整視具體情況而定。

5）對原水進行適當調節。當來水水質復雜，現有水處理工藝難以保證達標處理時，可將來水全部或者部分經過水庫調蓄，使進入凈水工藝的原水摻加一定比例的調蓄水庫水，從而改善原水水質，更有利于凈水工藝達標處理。淄博市引黃供水公司第二次引用南水北調來水，便采用了這一措施，效果非常明顯。南水北調原水處理前后的有關指標變化情況見表1。