运用常规工艺实现南水北调原水达标处理

郭兆学，范建伟（淄博市引黄供水管理局，山东 淄博 255000）

运用常规工艺实现南水北调原水达标处理

郭兆学，范建伟
（淄博市引黄供水管理局，山东 淄博 255000）

【摘要】南水北调淄博市配套工程依托淄博市引黄供水工程建设，通过引黄供水工程净水工艺对南水北调长江水处理达标后实现配置利用。本文通过分析南水北调原水对净水工艺的影响，提出工艺运行调整措施，并分析了工艺存在的不足，提出了改进方向。

【关键词】南水北调；配套工程；净水工艺；水质处理

淄博市于2013-11-16～12-01和2014-05-26～06-06先后2次引用南水北调水，在全省率先实现了对南水北调原水的达标处理。淄博市引黄供水公司从2013年起，着手研究制定处理南水北调原水的工艺调整和运行方案。该方案以现有常规处理工艺为基础，针对来水水质特点，对处理工艺进行调整、适应、优化，保证成品水水质达标。由于南水北调工程调水线路长，途经湖泊多，来水水质与长江原水存在明显差异，经2次引水过程中化验检测，其耗氧量（COD-Mn）、藻类和色度等指标均较高，与黄河直供及调蓄水库原水水质也存在较大差异。

1　南水北调原水对净水工艺的影响

1）影响澄清效果。南水北调原水藻类和耗氧量指标高，说明水体中含有大量生物胶体杂质和部分有机污染物，色度、嗅和味指标差，说明水体中溶解性的有机高分子物质，如腐殖质等含量多。这些杂质都以胶体颗粒或者溶解性物质的形式存在于原水中，稳定性强，投加的混凝剂难以打破其微粒间的受力平衡，达不到较好的凝聚和絮凝反应。表现在澄清池二反室形成的矾花细碎、易沉，形不成有效的活性泥渣，二反室活性泥渣的5min沉降比会逐渐消失，导致澄清池出浊难以控制，出水水质变差。

2）影响过滤效果。南水北调原水对滤池过滤性能影响较大。原水经过澄清池混凝沉淀工艺后，部分未得到充分处理的胶体杂质到达滤池，由于其特殊的物理和化学特性，很难紧密吸附在砂粒上，而是大量堵塞在滤砂空隙中，造成滤砂间隙变小，过水流速加快，大大影响了砂粒对水中杂质的筛滤和粘附作用，导致滤砂抗击穿能力减弱，表现在滤池过滤水头损失增长快，过滤性能下降，出浊迅速升高并难以控制。

3）加大处理成本。正常原水水质条件下，净水工艺只需要投加聚合硫酸铁和少量聚丙烯酰胺，便能达到较好的混凝沉淀和过滤效果，出水水质能够稳定达标。处理南水北调原水，需要采取一系列特殊的强化处理措施，最大限度消除藻类、有机物等对净水工艺的不利影响，由此加大了水处理成本，对供水企业的经济效益产生影响。

2　工艺运行调整的措施及效果

1）在泵站前池投加高锰酸钾和粉末活性炭。原水由泵站前池到进入净水工艺需历时3～4 h，选择此投加点，所投加药剂的作用时间长，比直接在净水工艺投加效果明显更好。通过试验，高锰酸钾的强氧化性，能将原水中藻类及有机物进行氧化和分解，再配以投加粉末活性炭进行吸附，可使原水中藻类和有机物的直接去除率达到30%以上。

2）加大净水工艺中的聚合铁盐投加量并增加聚合铝盐投加。通过烧杯混凝试验验证，加大药剂投加，可增加水中带电荷药剂颗粒的密度，提高与水中胶体颗粒碰撞的几率和频率，使胶体杂质能够有效脱稳，增强颗粒间的凝聚和絮凝反应，对澄清池起到强化混凝、改善活性泥渣沉降性能的效果。通过运行试验，铁盐与原水中胶体杂质混凝形成的矾花细碎、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，导致其絮凝作用减弱甚至消失。增加铝盐投加，形成的矾花体积变大，密度小，悬浮性好，增强了活性泥渣接触絮凝的效果，并能维持较好的沉降性能。通过不断的运行试验摸索，确立了铁铝盐混合投加的最佳投加比，使铁铝盐相辅相成、共同作用，既能强化混凝、改善澄清池反应室的矾花性能，提高其处理复杂原水的能力，也改善了滤池的过滤性能。

3）调整滤池运行方式。首先，增加滤池单池运行个数，以有效降低单池过滤负载和滤速，减轻出浊超标的压力。同时，缩短滤池反冲洗周期，将每次反冲洗的时间由平时的6 d左右调整为不超过3 d，可有效解决因来水中未被充分混凝的胶体颗粒过滤时易阻塞滤砂，导致滤池过滤性能下降的问题。滤池单格反冲洗完成后，若直接进入过滤状态，池面余浊较高、未完全排净的反冲水会对过滤产生短时间的冲击作用，使滤池出浊瞬时升高。为此，反冲后的滤格先关闭出水调节阀，开启进水闸板阀，池面保持一定水位3～4 h，进行充分压砂后，再打开出水调节阀进入正常过滤状态。

4）澄清池运行参数的调整。通过运行试验，进一步摸清了澄清池保持合理的二反室沉降比与搅拌机转速、加药及出浊的关系。在澄清池的运行调整过程中，为有效降低澄清池出浊，一是合理提高加药量，二是在保证二反室沉降比稳定的前提下，合理降低搅拌机转速。若降低搅拌机转速后二反室沉降比出现下降，需合理增加铝盐投加，并减少排泥次数和排泥时长。若沉降比仍无法维持，需将搅拌机转速适当上调，直至确定药量、出浊和转速的最佳结合点。因南水北调来水水质不够稳定，故每次运行参数调整视具体情况而定。

5）对原水进行适当调节。当来水水质复杂，现有水处理工艺难以保证达标处理时，可将来水全部或者部分经过水库调蓄，使进入净水工艺的原水掺加一定比例的调蓄水库水，从而改善原水水质，更有利于净水工艺达标处理。淄博市引黄供水公司第二次引用南水北调来水，便采用了这一措施，效果非常明显。南水北调原水处理前后的有关指标变化情况见表1。

表1南水北调原水处理前后的有关指标变化情况

3　常规工艺存在的不足和改进方向

南水北调原水存在藻类、腐殖质和其他有机物含量高等特殊水质情况，常规工艺采取强化处理措施后，耗氧量、口感和嗅味等个别水质指标仍不够理想。要确保水质达标并让用户满意，需加大对常规水处理工艺的改进，并逐步完善配套深度处理系统。

在处理南水北调原水过程中，滤池过滤性能下降，集中表现在水头损失增长快，出浊高，不易控制。因此，今后需积极探索和改进Ⅴ型滤池的过滤性能。

在净水工艺中，所投加复合二氧化氯的预氧化作用不够明显。由于目前所设二氧化氯投加点距离反应池较近，作用时间4 min左右，预氧化效果不理想。进一步通过试验确定复合二氧化氯氧化去除藻类和有机污染物的实际效果，并选择最佳投加点，是下一步实验探索的改进方向。

4　结语

淄博市引黄供水有限公司确立用现有常规工艺处理南水北调原水课题后，经过不断研究、探讨和运行试验，取得了较大突破和良好效果，充分挖掘了常规水处理工艺潜力。淄博市先后两次通过南水北调工程引水并成功实现对来水的达标处理，为南水北调淄博市配套工程安全优质高效运行，充分发挥工程的综合效益奠定了坚实的基础。

（责任编辑赵其芬）

【中图分类号】TU 991.2

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-07-0051-02

收稿日期：2015-04-20

作者简介：郭兆学（1973—），男，副局长，工程师