月浦水廠水源水質季節(jié)變化與分析

陳霓彤，陳 策

(1.汕頭市粵海水務有限公司水質檢測中心，廣東汕頭515041；2.汕頭市粵海水務有限公司月浦水廠，廣東汕頭515041)

月浦水廠作為汕頭市區(qū)承擔供水任務的主力水廠，承擔全市近1/3的供水壓力，確保供水水質至關重要。水源水質易發(fā)生變化和波動，季節(jié)是重要的影響因素[1]。水質的突變通常發(fā)生在季節(jié)變換期，往往對水廠的生產造成很大的影響。了解各個季節(jié)的水質特點，對合理應用科學手段處理水質突發(fā)問題，保證供水質量具有一定的意義。

1 季節(jié)變化對原水水質的影響

1.1 對pH的影響

pH是天然水質酸堿性的標志，過高或過低都會影響混凝效果和消毒效果。圖1所示為2013年和2015年，月浦水廠水源pH值的變化。pH值在2013年出現(xiàn)較大波動，峰值出現(xiàn)在3月和8月，分別是水源藻類含量上升和上游開閘泄洪導致。2015年水源pH值的變化相對平穩(wěn)，僅2月受藻類生長的影響略有上升。

圖1 2013年和2015年月浦水廠水源pH月最大值的變化

1.2 對濁度的影響

濁度是由水中的泥沙、粘土、有機物、無機物、浮游生物和微生物等懸浮物質造成[2]，是對水源水質評價最初步、最直觀的檢測項目之一。從圖2可以看出，月浦水廠水源濁度在每年5—8月出現(xiàn)較大的波動，這是因為一方面夏季為暴雨、山洪的高發(fā)期；另一方面月浦水廠取水口位于韓江下游，除了河水徑流中的泥沙雜質，上游的開閘排水也會使大量泥沙進入水體。因此，水源濁度會在夏季發(fā)生較大的變化。

圖2 2013年和2015年月浦水廠原水濁度月最大值的變化

1.3 對原水氨氮的影響

原水中的氨氮主要來源于生活污水和工業(yè)廢水，通過測定水中各種形態(tài)的氮化合物，有助于評價水體被污染和“自凈”狀況[2]。氨氮突發(fā)污染常發(fā)生于暴雨季節(jié)支流泄洪，導致江河中形成高濃度氨氮和有機物污染團。

從圖3可看出，月浦水廠水源氨氮分別在春夏和夏秋換季時出現(xiàn)波動。若水源氨氮含量出現(xiàn)驟升，如果條件適宜，亞硝化細菌會將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮，進一步消耗大量余氯，影響對出廠水的消毒效果；另一方面，亞硝酸鹽氮與氯反應會產生消毒副產物，影響出廠水水質。水廠可根據(jù)氨氮的變化，了解水體有機物污染的程度，適度調節(jié)絮凝劑和氯的投加量。

圖3 2013年和2015年月浦水廠原水氨氮月最大值的變化

1.4 對CODMn的影響

CODMn是地表水體受有機污染物和還原性無機物質污染程度的綜合指標[2]。受濁度影響，2013年和2015年月浦水廠水源CODMn在5月、7月、8月都有所波動，如圖4所示。這是由于濁度顆粒具有很大的表面積，能夠將大量污染物吸附于顆粒表面，因此當水源濁度上升時，其它污染物指標也相應有所波動。

圖4 2013年和2015年月浦水廠原水CODMn月最大值的變化

1.5 對UV254和PAC投加量的影響

圖5和圖6所示分別為2015年月浦水廠水源UV254和PAC投加量的變化。UV254在5—8月出現(xiàn)波動，7月達到最高值；PAC投加量除了在7月和8月明顯增加外，在1月和2月也略有波動，這與春季水源藻類含量上升有關，但整體變化與UV254基本一致。

圖5 2015年月浦水廠水源UV254月最大值的變化

有機物是影響膠體穩(wěn)定和混凝效果的重要因素，在水中以腐殖質為主要的存在形式，是水處理的主要對象[1]。當水源中反映大分子有機物含量的UV254有所上升時，為了取得更好的混凝效果，會在一定程度上增加聚合氯化鋁的消耗。但混凝劑投加量的增大，并不一定是UV254上升所導致。

圖6 2015年月浦水廠PAC投加量月最大值的變化

1.6 對原水藻類的影響

圖7所示為月浦水廠水源藻類密度隨季節(jié)的變化。藻類密度在1—3月即春季會出現(xiàn)明顯的生長高峰，7—9月夏末秋初再次出現(xiàn)生長高峰，但幅度小于春季。

圖7 月浦水廠水源藻類含量的變化

藻類密度在2008年之前的1—3月持續(xù)高于100×104個/L，2010年之后基本每年僅有1個月藻類密度超過100×104個/L，見表1。受上游截流影響，藻類密度的季節(jié)性特征在一定程度上受限制，呈現(xiàn)暴發(fā)突然、持續(xù)時間短、上升幅度大的特點，不利于水廠生產。若未針對藻類密度開展持續(xù)監(jiān)測，突然且大幅度的藻密度上升會導致水廠不能及時采取應對措施，影響出廠水水質，甚至發(fā)生藻類堵塞濾池使生產流程癱瘓[3]。

表1 月浦水廠水源春季藻類密度的變化 104個·L-1

2 總結與討論

2.1 月浦水廠春季水源特點

月浦水廠春季水源特點是低溫、低濁、高氨氮、高藻類含量，水溫和濁度低，氨氮和藻類含量較其他月份高。從表2可以看出，月浦水廠春季水源濁度不高，PAC投加量在2.6～3.4 mg/L。與其它季節(jié)相比，該時期的原水處理難度相對較大。一方面受低溫、低濁的影響，水分子的運動較慢，絮凝劑與雜質之間的碰撞機率減小；另一方面，有機物和藻類含量升高，出現(xiàn)投藥量顯著增大但絮凝效果不佳的現(xiàn)象，加重濾池的負擔，影響出廠水水質。

水處理過程中待濾水濁度也會影響出廠水水質和濾池運行。2017年2月，對生產過程進行了跟蹤分析。從表3可以看出，控制待濾水濁度在1.5～2.0 NTU時，濾池對濁度的去除率均大于90%，在確保濾后水水質的同時減輕了濾池的負擔，有效提高了過濾效果。

表2 2017年不同季節(jié)月浦水廠的處理效果

表3 2017年2月月浦水廠濾后水濁度

2.2 月浦水廠夏季水源特點

夏季雨量充沛，河道水流流速加快，水源濁度相對高于全年平均濁度，這個時期的水源水質特點是濁度高。受上游雨水沖刷，泥土中的腐殖酸大量溶于水中，引起pH值變化，還會導致總鐵和CODMn上升，引起原水有機物含量上升等一系列問題。雖然這個時期出現(xiàn)的水質問題相對較多，但由于水溫高、濁度大且水流充沛，污染性水質的置換速度快，反而有利于混凝的進行，所形成的礬花較為結實，對過濾和濾后水水質的影響相對較小。

3 結論

① 春季，水廠要重點關注濾后水濁度的變化，化驗室應根據(jù)水質適當增加對浮游藻類的監(jiān)測頻率。生產部門可結合化驗室的各項檢測數(shù)據(jù)，調整排泥設備和濾池的運行周期，控制待濾水濁度在1.5～2.0 NTU，以有效保證濾池的過濾效果和運行穩(wěn)定。當原水浮游藻類>1×107個/L或葉綠素含量>10 μg/L時，以間歇式的形式進行前加氯，控制浮游藻類對生產的影響。隨著水溫的逐步回升，有機物含量升高出現(xiàn)的幾率也會相應下降。

② 夏季，要注意混凝劑投加量的控制和排泥設備的運行周期調整。水廠水源以藍藻為優(yōu)勢藻種，當出現(xiàn)水源藻密度上升引發(fā)的水質問題時，建議盡量采用提高混凝劑投加量、降低待濾水濁度的方式去除大部分藻類。

③ 秋冬兩季為枯水季，在沒有外界人為污染的情況下，水質相對較為平穩(wěn)，只需根據(jù)濁度調整混凝劑投加量即可。