淺析華亭礦區飲用水水質改善工藝與保護措施

李建林 李 潔 陳 娟

(1.崇信縣水保局，甘肅崇信 744200;2.華亭縣水務局，甘肅華亭 744100)

淺析華亭礦區飲用水水質改善工藝與保護措施

李建林1李 潔2陳 娟2

(1.崇信縣水保局，甘肅崇信 744200;2.華亭縣水務局，甘肅華亭 744100)

為改善華亭礦區生活飲用水水源地水質狀況，采用多介質過濾和鈉離子交換處理技術對水質進行處理。結果表明:該工藝流程在降低水中總硬度，及鐵、錳、鈣、鎂等指標的同時能有效改善水質，提升廣大群眾的滿意度，更好地適應華亭礦區社會、經濟事業快速發展的需要。

飲用水;水質改善;保護措施

1 水資源概況

華亭礦區位于甘肅省東南部，屬平涼市，涉及華亭縣和崇信縣，是以煤炭工業和能源化工產業開發為主，同時加快發展高新技術和旅游、商貿產業的現代化小城市。該區煤炭資源豐富，是全國13個重點產煤基地、西北三大產煤礦區之一，也是甘肅省煤、電、化、運一體化綜合產業開發的核心區。近年來，隨著煤、電、化工業的快速發展，該地區的水資源供需矛盾日益凸顯，人們對自來水水質的要求也越來越高，為保障礦區人民群眾的身體健康，提高礦區群眾的生活質量，當地政府高度重視，要求對生活飲用水水質進一步深度處理。

截至2013年底，華亭礦區實際居住人口為7.1萬，城區建設面積308.04hm2，人均99.3m2。城區近期規劃(2005年)5萬人，用地規模為460hm2，遠期(2020年)11.5萬人，用地規模為766hm2。全縣水資源總量為2.192億m3，其中自產地表水1.245億m3，多年平均境外流入水量0.367億m3，多年平均地下水資源量0.58億m3。人均占有可利用水資源量1252m3，畝均水資源量523.8m3。全縣各河流多年平均地表徑流流量為16120萬m3，在保證率分別為50%、75%、95%的情況下，河流地表徑流量分別為14500萬m3、10545萬m3、6713萬m3;地下徑流總儲量為5800萬m3，天然補給量為8280萬m3/m2，允許最大開采量2455萬m3/m2，允許開采面積107.6km2。在保證率分別為50%、75%、95%、97%的情況下，地下水儲量分別為5230萬m3、3804萬m3、2421萬m3、2095萬m3。

華亭礦區自來水供水主要由西華水廠承擔，水廠設計日供水能力2000m3/d，供水水源為西華水源和馬峽養馬寺水源，均為地表水。其中西華水源在豐水期產水量為9000m3/d，枯水期產水量僅為6000m3/d，馬峽養馬寺水源在豐水期產水量為7000m3/d，枯水期產水量僅為4560m3/d。目前城區日用水量為9500～10500m3/d，水源地供水量基本可滿足用水需求。

目前，華亭礦區居民飲用水的水源為縣西部關山林區的地表水，水質除渾濁度不合格外，基本符合生活飲用水標準，水處理措施采用常規的加氯消毒工藝，該工藝主要是對微生物指標中的總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、菌落總數進行消毒處理，但不能降低水中溶解性總固體和總硬度。為降低水中的鐵、錳、鈣、鎂等指標，使水質進一步提高，需采用多介質過濾和鈉離子交換處理技術進行深度處理。

2 水質改善工藝

2.1 凈水工藝方案

華亭礦區生活飲用水水質改善工程本著提高和改善水質，節約能源、降低費用，工藝先進、經濟合理、操作方便的原則。采用深度處理方法，將常規處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產品加以去除，提高和改善飲用水水質。工程采用反滲透膜分離處理技術對西華水廠3000m3原水水質進行深度處理，將處理后的水與常規加氯消毒的水混合后供應到用戶。通過反滲透處理工藝，進一步降低水中溶解性總固體、氯化物、硫酸鹽、總硬度，使水質得以改善和提高。

目前應用較為廣泛的深度處理技術主要有活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳技術、膜分離技術及鈉離子交換法。前兩種處理工藝主要對去除有機污染物、異臭、色度的原水有很好的效果;膜分離技術是利用具有選擇分離性的有機高分子材料或無機材料，制成不同形態結構的膜，在一定驅動力(壓力差、濃度差和電位差等)作用下，使雙元或多元組分因透過膜的速度不同而達到分離或特定組分富集的目的，但膜分離技術投資大，制水成本和維護費高;鈉離子交換法是運用離子交換的原理，用軟化器中的鈉離子交換樹脂吸附水中的鈣、鎂離子，釋放鈉離子，使水質得到軟化，吸附鈣、鎂離子飽和后的樹脂經過鈉鹽溶液的處理，可重新轉化為鈉型而恢復其交換能力。鈉離子交換處理工藝的特點是:產水率達到98%以上，耗電量低，樹脂經過鈉鹽處理可重新轉化為鈉型而恢復交換能力，可根據實際水質情況任意調節再生周期和時間，以保證水質合格，鈉離子交換產品運用廣泛，易購買易運輸。該工程采用反滲透膜分離處理技術，通過多介質過濾和鈉離子交換處理技術工藝的日處理量為10800m3/d。

2.2 工藝原理

以氯酸鈉和鹽酸為原料，采用多級微分雙溫反應和負壓曝氣新工藝，生產以二氧化氯為主、氯氣為輔的復合消毒液，二氧化氯含量大于70%。華亭煤礦礦區水質改善工程凈水主要工藝包括進水水質和出水水質，項目在處理效果穩定后，對進出水質進行了全面分析，常規指標采用常規的測定方法，水中金屬元素采用原子吸收光譜法，微量有機物采用色譜—質譜連用儀進行定量及半定量分析。

2.3 凈水工藝流程

凈水工藝流程見下圖。

凈水工藝流程圖

華亭礦區水質改善工程進水水質和出水水質分析數據見表1、表2，處理量見表3。

表1 進水水質分析

表2 出水水質分析

表3 處理量

2.4 凈水工藝流程說明

a.原水池。工程新建原水池500t儲存水。

b.原水泵。原水泵為后面的處理系統提供必要的運行壓力。

c.多介質過濾器。內裝填各種規格的石英砂與活性炭，主要用于去除水中懸浮的固體物質、細小顆粒，具有流速高、處理水量大的特點。活性炭具有無數微孔構成特大的比表面積，這樣可與水充分接觸，而活性炭又具有較強的吸附作用，因此采用活性炭過濾器可以除去水中游離氯和有機物。

d.鈉離子交換器。鈉離子交換器采用離子交換的方式去除水中的鈣、鎂離子，以達到降低水中硬度的目的。

e.二氧化氯發生器。二氧化氯發生器是生產二氧化氯的設備，由于二氧化氯易揮發、分解，必須現場生產現場使用。它用氯酸鈉和鹽酸進行化學反應得到二氧化氯，再將二氧化氯加入水中對其進行殺菌消毒。

f.清水池。儲蓄凈水送入水泵房接入居民用水點。

g.原產品組成。包括供料系統、反應系統、控制系統、加熱系統、吸收系統、安全保護系統。

3 保護措施

a.進行綜合治理，保障生態水源。注重整體的治理政策措施，應從氣象、水文、地理、土壤等方面進行綜合研究，確定生態建設目標，以工程措施和生物措施結合，重點傾向生物措施。在充分考慮水資源環境容量的前提下，以水定植被類型、覆蓋度等。盡力涵養水源，增強生態蓄水功能，促進水環境的良性發展。

b.推廣應用新材料，減少供水過程中二次污染。城市管網與其輸送的水構成一個復雜的生物化學反應系統。管道結垢、輸水水質惡化、管道輸水能力下降已成為一個需要解決的問題。為此，要提高出廠水的水質穩定性，穩定管網水中的余氯，降低水中的可生化或可同化的有機碳和氨濃度，做好管道防護，選用新管材，加強管道埋設、檢修和維護管理，建立管網水力學模型及水質模型，設置管網水質自動監測儀器，以改善水質。

On Drinking Water Quality Improvement Process and Protection Measures in Huating Mining Area

LI Jianlin1，LI Jie2，CHEN Juan2
(Chongxin County Soil and Water Conservation Bureau，Chongxin744200，China; 2.Huating County Water Authority，Huating744100，China)

Multi-media filtration and sodium ion exchange treatment techniques are adopted for treating water quality in order to improve water quality condition of domestic drinking water source in Huating mining area.The results showed that the process flow could effectively improve water quality when indicators of total hardness，iron，manganese，calcium，magnesium，etc.in water are reduced，thereby improving satisfaction of broad masses，and better adapting to rapid development of social and economic careers in Huating mining area.

drinking water;water quality improvement;protection measures

TV213.4

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:2096-0131(2015)01-0076-03