城鄉供水水質檢測凈化和處理技術分析

趙艷艷

（陽谷縣城鄉供水服務中心，山東 聊城 252300）

隨著城鄉人民物質生活水平的不斷提升，對于原本就十分重要的自來水水質也提出更高要求，作為人類生活中不可或缺的關鍵物資之一。保證城鄉供水水質的質量安全，需要經過自來水水廠取水、水質管理以及二氧化氯藥品管理、供水系統管理、生產管理各處理環節，才能夠真正讓人們用上安全優質的自來水質[1]。而從水源至龍頭用戶在城鄉供水系統運行中，由于涉及點多面廣，無論任何環節受損都會對水量、水質、水壓造成不同程度影響，在展開多數水質項目監測時，均為定期、事后執行。所以需要對不同供水系統環節問題進行分析，從而做到把控好每一個城鄉供水關卡。

1 項目背景

陽谷縣城鄉供水服務中心處于河北省東部地區，初建于1990 年，達到150000 t/d 的水廠總生產規模，主要采用的井水工藝技術為：生物接觸氧化預處理池、潛水泵房、折板反應池、平流沉淀池、氣水反沖濾池、清水池、二級泵房[2]。該水廠平時對于自來水水質處理方式，通常選用沉淀過濾、加氯消毒的傳統工藝技術，在處理過程中一旦發生水質監控不嚴格，或水質處理不足，極易導致出廠水產生較高濁度。而較高出水濁度也表示了水內存在較高的有機物含量，同時也有較高的微生物指標，在對水質進行消毒過程中，氯會結合腐植物、有機物從而形成三氯甲烷、氯乙酸多累致癌物質。該出水廠要確保出水質與衛生條件基本相符，但是其中仍然有存在自來水二次污染問題影響。造成自來水水質二次污染的影響因素主要包括：輸水管道存在結垢或腐蝕情況，配套附屬設施及管道施工影響，管道作為枝狀管網，由于末端用戶使用量較少，管道停滯時間較久，滋生細菌或沉積雜質，最終導致死水污染[3]。

2 處理方法

2.1 自來水水質常規處理措施

將地表水作為主要水源，采用的常規處理措施主要是對懸浮物質、膠體物質、微生物病原物質的去除，將混凝劑加入原水內，此時水中會使得原本無法自然沉淀的懸浮物凝聚膠成體顆粒，因此生成礬花該類大顆粒絮體，最終沉淀于沉淀池內排除池中，實現澄清池內的混凝、沉淀全過程[4]。過濾是將白煤、石英砂等濾料加入原水中，過濾水中殘留顆粒物。消毒作為飲用水處理的關鍵步驟，將液氯加入水中，實現對水內存在微生物的去除。常用消毒劑比較（見表1），常規處理工藝中能夠較好的去除水內存在的懸浮物、病原微生物及膠體物，也能夠有效去除無機污染物和重金屬離子、有機物。采用常規處理后，出廠水渾濁度低于1NTU，針對未受污染水源實施常規處理后，能夠達到生活飲用水水質的常規標準。

表1 常用消毒劑比較

針對100NTU 以下的原水渾濁度情況，并未受到工業廢水等較大污染的水質，無須進行混凝沉淀構筑，可以通過運用多層、雙層濾料池作過濾處理[5]。在含砂量較大或原水渾濁度較高的情況下，需要增設水廠進水處的預沉池、沉砂池實施常規處理。對于較嚴重的水源污染問題，則可以將生物活性炭濾池加入砂濾池后，增設生物活性炭濾池。對于水中存在的一定濃度鐵、錳、氟等的情況，需要采用相應處理設施。針對較高原水硬度需要作相應的水質軟化處理，并運用除鹽和咸水進行淡化處理。目前應用于水廠飲用水常規處理中，混合、投藥、沉淀、絮凝、氣浮、消毒等工藝流程，此種常規凈化處理技術仍被廣泛應用。

2.2 城鄉供水水質檢測凈化工藝技術

以城鄉供水地表水為水源的自來水水質處理工藝技術流程見圖1。包括原水、混合槽、網格反應池、斜管沉淀池以及氣水反沖洗濾池、清水池、二級泵房以及供水管網。

圖1 凈化工藝技術流程示意圖

2.2.1 混凝反應處理

原水經過泵房提升后，進行混凝工藝處理，將水處理劑加入其中，直至可以均勻混合水形成大顆粒絮凝體位置，稱這個過程為混凝過程。目前比較常用水處理劑包括硫酸鋁、氧化鋁、三氧化鐵、硫酸鋁等物質，運用聚合氯化鋁，將藥劑投入水中存在電離鋁離子，能夠發生水分可逆反應[6]。氫氧化鋁的化學吸附作用下，能夠將水內的不易沉淀顆粒物和懸浮物，進行脫穩、聚結，之后吸附架橋，方便水中分離、沉降，在具體的混合過程中通過加藥即可迅速完成。

2.2.2 沉淀處理

在網格反應池內的原水進入至斜管沉淀池中，流經沉淀區內斜板會將較大顆粒團攔截，沉淀至斜板底層部位（見圖2）。各種沉淀雜質經排泥車進行定期清理，保證沉淀池的清潔狀態。

圖2 沉降池

2.2.3 過濾處理

過濾通常是通過一定間隙類粒狀濾料層，比如石英砂，具有黏附作用，可將水中懸浮類顆粒成功截留，經過過濾處理能夠將各類細小類懸浮物質、細菌、有機物質、病毒等成功去除（見圖3）。

圖3 水凈化處理過程

2.2.4 過濾后消毒處理

水經過過濾處理能夠顯著降低水的渾濁度，還能夠去除含有病毒、細菌等有害微生物的懸浮物和膠體。消毒不是將微生物全部消滅，而是對致病微生物的有效清除。原水經過混凝、沉淀、過濾，已經去除了大部分的細菌、病毒，但要確保飲用水達到水質標準，還要進行消毒處理，并且能夠讓城市水管末梢形成余氯量，防止細菌在供水系統內繁殖。為確保水質安全，根據水廠管網分布情況，對管網點進行水質抽查，定期沖洗管道末梢有效杜絕細菌二次污染。

2.3 改造措施

2.3.1 適宜的混合速度梯度

在供水水質日常常規處理過程中，充分短促混合是保證后續施工工藝技術處理效果的關鍵，在具體生產運行中混合設施運行至G 值，與合理值之間存在一定偏差，為了改善混合條件，可通過改造機械混合池，為水泵提升擴散管道、機械攪拌、水泵提升噴射混合器等提供保障，實現單組或多組聯用適應不同水量。也采用電滲透法（見圖4）原理圖進行減壓蒸餾。

圖4 電滲透法

2.3.2 絮凝過程充分完善

最終的沉淀效果取決于絮凝的沉淀條件及特性，從技術經濟層面來講，完善絮凝作為對最終沉淀效果有效提升的關鍵點。在確保經濟和改造效果的基礎上，可通過調整隔板之間的間距，或延長絮凝時間來進行改造。通過分析同等靜止沉淀條件下攪拌實驗與理想的混合、絮凝條件與生產絮凝池的差距，可以評估生產混合及絮凝設施技術狀態與改造成效。

2.3.3 定期觀測運行效果影響關鍵部位

需對主要部位進行定期觀測，觀測內容包括沉淀口進口穿孔墻前后積泥、沉淀區的積泥、出水是否均勻等，以及快濾池的濾層高度變化情況、含泥量、非氣水沖洗濾池是否存在氣泡等。其中含泥量、濾層高度、過濾速度、水頭損失、沖洗時間、強度和初濾水作為定期監測的關鍵部位。同時還要進行監視、檢測儀表設備的安裝，滿足日常供水水質的自動化檢測需求，設定適當的需求條件，完成pH、氨氮在線檢測的儀表設備安裝，設立參數運行極值并監視水廠調度情況，以便及時發現、解決問題。實現大規模水廠的混凝劑加注、加氯、濾池“三個自動化”，真正實現濾池的最佳自動化運行。

3 結果

經過采用凈化處理技術，獲得以下處理效果:

（1）將傳統的去泡沫、有機物，懸浮物、凈化過濾等凈水工藝組合在一個設備內完成，減小了占地面積、提高了設備安裝便利性;

（2）整個設備可不依靠電力實現自動化運行，沒有閥門和操作系統，只需一個按鍵，系統就可以自動運行，節省電力和人力，非常適合在電力供應不足的地區使用。

（3）適應性強，出水水質穩定、可靠、水量充足，在源水濁度高達3000 mg/L 時，處理后出水濁度<0.3NTU，水質甚至能高于國家對飲用水標準要求。

（4）設備的使用UPVC 高強塑料，使用壽命能達到40 a。

4 結論

總而言之，城鄉供水水質直接與居民的飲用水最終清潔情況密切相關，更對人民群眾身體健康產生較大影響，保證自來水用水安全性，已經成為人民群眾生活的基本保障，供水部門也需要嚴格執行相關制度操作，并樹立嚴謹工作態度保證供水工程的安全。