淄博引黃水庫高藻原水處理工藝試驗研究

徐 玲

（淄博市引黃供水有限公司，山東 淄博 255000）

淄博引黃供水凈水廠原水取自新城調蓄水庫。新城水庫庫容1 006萬m3，設計水深6.5 m，為國內少有的全水平鋪塑引黃平原水庫。近年來，由于黃河上游沿黃城市排污，黃河水受到不同程度的污染。由于入庫原水有機污染較高，水庫水較淺，夏季隨著氣溫升高，導致藻類大量繁殖，從歷年原水水質檢測數據來看，在7—9月份藻類含量超過4 000萬個/L，2006年突破8 000萬個/L，原水的色、嗅、味感官指標變差。新城凈水廠處理工藝為常規工藝，夏季水庫原水急劇惡化時，水廠的混凝、沉淀和過濾效果差，出水的嗅味、色度、有機物質去除率下降。

本文結合新城凈水廠的工藝現狀和黃河原水特點，采用復合高錳酸鉀作為氧化劑與粉末活性炭聯用，進行強化常規水處理工藝試驗研究，效果顯著。

自2003年試驗至今，2006年以后一直在生產中持續投加，并在取水口建設了投加車間，本文對所做的試驗研究和生產效果跟蹤進行了詳細介紹。

1 研究階段

自2001年至今十幾年的生產運行時間，高錳酸鉀與活性炭研究共分為3個階段：

1.1 單一使用粉末活性炭階段

2005年以前，新城水庫因運行時間短，營養富集程度低，夏季藻類少于4 000萬個/L。主要考慮黃河原水的有機污染問題，采取臨時實驗措施，試驗活性炭在應急狀態下去除有機污染的處理效果。通過試驗室和生產各工藝環節的系統試驗，找到了活性炭在常規工藝中對有機物的去除率和優化的投加點，結論包括以下兩個要點：

1）投加量的選擇。從混凝試驗結果看，粉末活性炭10 mg/L投加量性價比最高。原水高錳酸鹽指數小于3 mg/L時，投加2～5 mg/L的活性炭對改善色、嗅、味等感官指標有顯著作用。高錳酸鹽指數3～5 mg/L時，投加活性炭10 mg/L，高錳酸鹽指數大于5 mg/L時，活性炭則投加15 mg/L。2006年以后一直在生產中投加10 mg/L以提高供水水質。見表1（表中數據為試驗平均值）。

表1 不同投加量下水質情況統計表

2）投加點的選擇。通過在水庫泵站前池（凈水廠上游7 km取水口），與凈水廠工藝各環節（進水溢流井、配水混合池、濾前）投加10 mg/L粉末活性炭比較效果，對有機物的去除率依次為：39.4%、32.3%、24.7%、-3.3%。（見表2）從數據上看，投加點設在水庫泵站前池效果最佳。

1.2 高錳酸鉀與粉末活性炭聯用階段

2005年夏秋之交藻類突破4 000萬個/L，嚴重干擾了混凝沉淀效果，濾池過濾性能降低，水頭損失增大，反沖洗周期縮短，濾后水感官指標特別是嗅味口感差。為改善水處理效果并保證水質，通過試驗室小試、中試及生產運行系統試驗，在工藝環節中投加了高錳酸鉀及粉末活性炭用以滅藻及改善口感，試驗中比較得到了最佳投加點及適宜的投加量。通過在泵站前池投加高錳酸鉀及活性炭，在2005年的高藻期取得了較好的效果，投加2 mg/L的高錳酸鉀及10 mg/L的活性炭后，藻類去除率可達80%。

表2 不同投加點對水質的影響

1.3 高錳酸鉀與活性炭+強化常規工藝的組合試驗

2006年夏季一直持續高溫無雨，加之新城水庫庫容小，有時出現低水位運行，給藻類繁殖提供了條件。從6月至8月中下旬藻類由1 600萬個/L一路攀升至8 000萬個/L，且主導藻為藍藻，給各水處理工藝環節帶來很大壓力。通過強化混凝、強化過濾及在泵站前池投加1.5 mg/L高錳酸鉀及10 mg/L活性炭等措施后，水處理效果仍不理想，控制沉后水5 NTU、濾后水0.7 NTU的本企業水質管理標準的工藝水質考核指標遇到了很大困難。首先在試驗室模擬生產工藝情況，通過系統的混凝試驗，優化出最佳的工藝組合再做生產試驗。經生產試驗驗證確實達到了較理想的效果。設置有以下幾種組合方式：1）在泵站前池投加高錳酸鉀；2）在泵站前池投加硫酸銅；3）在泵站前池同時投加高錳酸鉀與粉末活性炭；4）在機加池前同時投加高錳酸鉀與粉末活性炭；5）在泵站前池先加高錳酸鉀后在機加池前投加粉末活性炭。

試驗數據見表3（試驗原水溫度29.5℃、CODMn3.81 mg/L、濁度18.5 NTU、藻類總數3 917萬個/L，混凝劑聚合高鐵、加藥量10 mg/L。表中先加5 h表示混凝試驗模擬原水從泵站取水口至凈水廠的輸送時間約5 h）。由表中得出如下結論：

1）高錳酸鉀與粉末活性炭泵站單獨提前投加效果均好于凈水廠溢流井前單獨投加；

2）泵站同時投加高錳酸鉀與活性炭的效果好于在溢流井同時投加；好于凈水廠溢流井同時投加，且投加量為高錳酸鉀3 mg/L，粉末活性炭投加量為15 mg/L時對高藻水處理性價比高。

表3 不同組合下水質情況統計表

運用試驗結論應用于生產，“新城水庫泵站前池同時投加高錳酸鉀與粉末活性炭+強化常規工藝”除藻率可達到95%。自2006年至今，夏季高藻季節一直采取此組合措施，效果明顯，較好地保證了供水水質，引黃供水出水106項指標穩定達標。

2 高錳酸鉀及粉末活性炭試驗

2.1 活性炭吸附反應時間和投加點的控制

試驗室粉末活性炭對有機物和藻類的吸附過程表明，30 min是快速吸附階段，能達到70%～80%的吸附容量，2 h基本達到吸附平衡，再延長時間吸附容量則增加緩慢。新城泵站到凈水廠輸水時間約為5 h，粉末活性炭可充分發揮吸附功能。

2.2 粉末活性炭的投加方法控制

粉末活性炭的直徑為幾十微米，顆粒很小，應控制揚塵，以地表水為原水的單位應從長計議，考慮建立固定的投加車間并配置相關設備。

3 結語

該研究著重解決引黃水庫高藻、高有機污染的應急處理問題，也為原有常規工藝達到現行的新水質標準找到一條簡單易行的新路子。