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湖州城西水厂常规水质指标的分析探讨

日期:2009-10-15 访问次数:4285

   城西水厂化验室负责原水和出厂水中十多项水质指标的分析,经过对以往资料的总结,发现了其中的一些规律,现谈谈自己的看法。
一、城西水厂的原水特点:
    城西水厂的原水取自东西苕溪汇合处,经过长兜港流入太湖。东苕溪发源于东天目山临安市,流经瓶窑、德清城关镇后,大部分水量是流经菱湖、和孚漾,穿过頔(di)塘,在湖州城东毗山附近与西苕溪汇合,经大钱口入太湖,沿途在临安,德清等镇有一定污染源。在太湖水位偏低,西苕溪水量较小时,城西水厂取到的原水可能就是东苕溪的。
西苕溪上游称西溪,发源于天目山北麓安吉县大沿坑,经塘浦、梅溪并流经长兴县,至目山进入湖州市区,在杭长桥处与东苕溪导流港汇合,流入太湖,该流域工业污染主要是一些石矿,经整治后已明显好转,主要是船舶运输繁忙,致使水体浊度较高,颜色常是暗黄色。西苕溪主要的一个支流便是长兴港,发源于长兴夹铺镇和泗安镇,由于沿途的长兴镇工业较发达,但是治理又比较薄弱,所以相关污染要高一点,船舶运输也是十分繁忙,水体浊度很高,低泥基本上是褐色的,水质较差。
    在“引江济太”工程实施以来,我们取的原水大部分时间是太湖水,和苕溪水相比,太湖水最大的特点就是浊度低,藻类多。据水质监测站的检测资料表明,水体水质基本在三类。
由于这三股水体在西厂取水口都能取到,而且有时变化起来措手不及,所以对制水造成了一定麻烦。一般情况下,长期不下雨时,以太湖水和西苕溪水的混合水为主,浊度在100NTU以下,在大雨过后,基本以西苕溪水为主,浊度也极不稳定,有时会高于1000NTU。
    总之,城西水厂原水的特点就是不稳定,变化的速度快,频率高,要求化验室和制水班组及时根据水质情况做出反应。
二、进出各项水质指标的对比情况
    城西水厂采用的是强化常规净水工艺,投加高锰酸钾是为了去除水中的锰,同时高锰酸钾也起到了很好助凝作用,投加粉末活性炭为了吸附藻腥味,同时可以防止滤池上藻类的生长,详见下图:
经过我们对化验数据的统计分析后,发现本工艺对各项指标的去除情况和影响因素大致如下:
    1、浊度:国家标准限值是1.0NTU,我公司内控标准是0.5NTU。据运行情况来看,城西水厂原水的浊度变化较大,要控制好出厂的浊度,就要控制好滤前水的浊度,因为在滤池的各项参数基本不变的情况下,其对浊度的去除率也是相对固定的,因此根据滤前的浊度来控制加矾量是关键。据取样分析表明,根据城西水厂滤池的特性,一般只要控制滤前水的浊度在4 NTU时,滤后水的浊度才能达到0.5NTU以下,但在藻类爆发时,滤前水需要控制浊度在2NTU以下。出厂水的浊度也会受清水池中积泥或铁锰氧化物沉积的影响,如果发现出厂水比滤后水浊度明显上升的话,就可能是清水池的问题了。
    2、臭和味:臭和味是个感官性指标,国家标准限值是无异臭、异味,水中的臭和味主要由有机物引起,用户对该指标的反应也比较直接。由于出厂水中含有一定的余氯,所以出厂水带有明显的漂白粉味,由于夏天余氯消耗快,出厂水要求余氯的含量就高,因此产生的气味也越浓,相比而言,冬天就要低的多。如果水源受到污染的话,臭和味则是个比较敏感的指标,对像机油污染、化工废水污染、酚类污染等等,都对出厂水的臭和味会产生一定影响。对臭和味的检测,最好提前到滤后总管上取样,这样可以排除余氯对检测的干扰。
    3、色度:国家标准限值是15(铂钴色度单位),出厂水的色度一般受铁、锰含量的影响较大,比如,氧化态铁含量超过0.7mg/L时就会产生明显的黄色,氧化态锰含量超过0.3mg/L也会对水的色度产生明显影响,此外原水污染时也有可能会影响色度,比如印染厂排放污水产生的色度,通过常规工艺是很难去除的。由于铂钴标准色度显淡黄色,在对该指标进行检测时如有其他异色应用文字表达。
    4、pH值:国家标准限值是6.5~8.5,据我公司的分析资料表明,原水的pH值年平均为7.9,出厂水的pH值年平均为7.5,pH值的降低主要是由于投加氯气引起的,其次是投加絮凝剂(液体聚氯化铝的pH值=2.6)引起的,一般出厂水的pH值比原水的pH值下降约0.4左右。如出厂水低于7.0,易引起出厂水对管网的腐蚀,但并没有资料表明pH值在6.5~7.0时会对人的健康产生影响。
    5、余氯:国家标准中根据使用消毒剂种类的不同将余氯分为游离氯和总氯,对使用氯气及游离氯制剂的游离氯0.3~4.0mg/L,对使用氯胺的总氯0.5~3.0mg/L,《城市供水水质标准》中则要求出厂水游离氯≥0.3mg/L或总氯≥0.5mg/L。目前城西水厂的原水中氨氮含量比较高,所以出厂水以总氯为控制指标,对供水区域较大的企业来说,采用氯胺消毒更有利于管网末梢水中的余氯控制。
    6、总碱度:总碱度是衡量水中能与氢离子反应的碱的总量,这个指标对采用铁盐、铝盐的制水厂是个必检指标,因为铁盐、铝盐在絮凝时要求水有一定的碱度,否则絮凝效果很差,但对采用聚合铝盐(如PAC)的制水工艺而言,并无多大指导意义,而且水质标准中对此项目也没有要求。据数据表明,出厂水的总碱度比原水低10%-20%左右。
    7、总硬度:国家标准限值是450 mg/L,总硬度是水中的钙镁总量,一般地下水由于溶解的钙盐和镁盐比较多,所以总硬度高,地表水多以降水为主,故总硬度较低,本厂的原水和出厂水基本在100-200之间,如果突然升高也可能由污染引起,但出厂水总硬度低于100 mg/L也会增加自来水对管网的腐蚀性。常规制水工艺对总硬度并无去除效果。
    8、氯化物:国家标准限值是250 mg/L,氯化物的总量也可以看出水质的好坏,因为氯离子多由工业废水排入所致,本厂的氯离子在一年之中的变化也是很大,低的时候不到10mg/L,比如在每年的春节期间,水质特别好,高的时候可达60-70 mg/L。液氯的使用会增加水中氯离子含量,视加氯量不同,出厂水的氯化物比原水高出约5~8 mg/L。氯化物浓度过度会水产生咸味,并对管网产生腐蚀。
    9、耗氧量:国家标准限值是3 mg/L,在水源限制或原水耗氧量>6mg/L时,限值是5 mg/L。耗氧量是指水体中可被高锰酸钾氧化的有机物和无机物含量,被认为是一个衡量水体污染程度的指标。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,城西水厂的强化常规工艺对耗氧量的去除并不理想,07年的统计资料表明,去除率为54%左右,合格率为96%左右。
    10、氨氮和亚硝酸盐:这两项均为非常规指标,国家标准限值是0.5 mg/L和1.0 mg/L。氨氮和亚硝酸盐也是一个衡量水体污染程度的指标。在原水中的氨氮主要是由于工业废水排放和农田施肥引起的,所以在农田施肥季节原水的氨氮含量要比平时高,亚硝氮极少数是直接排放出来的,主要是由氨氮转化而来。
    11、铁和锰:国家标准限值分别是0.3mg/L和0.1mg/L,是这两个元素在自然界中一般是共存的,西苕溪流经的西部山区含铁锰量较高,所以使水源水中的铁锰含量也偏高,分析数据显示,铁锰含量的高低与原水浊度也有很大相关性,浊度越高,铁锰含量就高。但其中大部分的铁是以化合物的形态存在,真正溶解于水的只占极少一部分,通过常规的净水工艺完全能使出厂水达标。锰相对铁而言,更难以被氧化,因此自然水体中溶解的锰要比铁高,常规的工艺加氯虽然可以氧化一部分锰,但效果不是很好。通过实验,我们以投加高锰酸钾的方式去除锰的效果是很明显的。对出厂水而言,铁和锰的含量控制的越低越好,因为自来水中的铁锰经加氯氧化后,生成氧化态的铁锰很容易在管网中沉积,为此我公司每年都要安排全市的管网冲冼,以保证供水水质。
    12、微生物指标:国家标准中菌落总数的限值为100CFU/mL,总大肠菌群、耐热大肠菌群的限值为不得检出/100mL。原水中存在着大量的微生物,水中的菌落总数可作为评价水质清洁程度和考核净化消毒效果的指标,菌落总数增多说明水体已被污染,但不能说明污染来源,因此,还需要综合考虑总大肠菌群和耐热大肠菌群的值,总大肠菌群主要来自温血动物粪便,结合耐热大肠菌群或大肠埃希氏菌的检测,可作为判断原水受粪便污染的情况。
三、水质指标之间的相关性分析
    1、水源水中氨氮、亚硝酸盐的高低与余氯的关系
据分析资料显示,水源水中的氮氮、亚硝酸盐的高低是直接影响清水中余氯的指标,氨氮、亚硝酸盐高到一定数值时,清水中的余氯有时很低或几乎测不出。它们之间的转换关系大致如下:
    (1)氨氮可以在亚硝菌的作用下,转换为亚硝酸盐;
    (2)氨氮可与次氯酸反应,生成一氯胺、二氯胺、三氯胺等化合态氯胺;
    (3)亚硝酸盐具有还原性,可被次氯酸氧化为硝酸盐氮而消耗氯气。
分析数据表明,水源水亚硝酸盐数值超过0.3mg/L左右时,对生产中的加氯量影响会很大。在生产中只有加大液氯量才能有效的去除的亚硝酸盐,城西水厂在生产中为了去除亚硝酸盐一次加氯开到6kg/kt,二次加氯开到9kg/kt。
    2、水源水中的锰含量与高锰酸钾投加量的一定关系
从2002年开始,城西水厂已开始投加高锰酸钾除锰和助凝,效果比较好,据2007年的统计资料表明,在原水锰含量平均为0.25mg/L的情况下,出厂水平均值为<0.05mg/L,合格率为98.86%。以城西水厂的原水为例,锰含量与高锰酸钾投加量的关系如下表所示。
原水锰含量(mg/L) 高锰酸钾投加量(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、结束语
    水厂化验室作为制水过程的哨兵,需要有极强的责任心,无锡水污染事件表明,只有生产一线的化验操作人员认真负责,才能及时发现问题,为生产和决策提供科学依据,并要总结经验,摸索规律,保证出厂水水质。


 
 
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