处理高藻滦河水的对策

张华梁 阴沛军
天津新开河水厂

　　近几年，在给水处理过程中，我们遇到的最大难题之一是在现有工业设施条件下，如何处理高藻水源，在源水水质极不稳定状态下，如何保证出厂水质的稳定性，经过2年的努力，我们取得了一定的成效。

　　一、滦河水水质现状：

　　由于上游水库库区网箱养鱼致使水库水质已经富营养化，使得藻类在光线充足、温度适宜，营养物质丰富的水环境大下大量滋生，水质恶化有增无减。
　　以1998年——2000年7月--9月源水--绿素及藻类记数情况：

年份 叶绿素 μg/l 藻类记数 万个/l 1998年 最高147 总检 最高1030.00 总检 最低12.13 26次 最低83.64 9次 平均47.53 平均277.79 1999年 最高118.58 总检 最高9716.00 总检 最低12.42 15次 最低2035.6 18次 平均65.91 平均3674.5 2000年 最高148.24 总检 最高16820 总检 最低39.5 7次 最低2962 7次 平均72.09 平均5913

　　在这种恶劣水质条件下，单纯靠增大投药量是不能保证出厂水水质达标的，为此，我们从以下几个方面着手解决问题。

　　二、预氯化杀藻：

　　在藻类高发期水的浊度主要是由藻类浊度造成的，因此，对高藻类的预氯化处理已经普遍被水工业人士所认同：预氯化的机理也就是由于氯是较强的氧化剂，它使得源水中的藻类与氯在一定时间接触下，用氯的强氧化性将其灭活。所以，预氯化的浓度与时间的关系及定量对杀藻是至关重要的，为此，我们作了大量的烧杯实验。
数据列表如下：

浓度 不同时间后的余氯值 10min 20min 30min 40min 60min 2mg/l 0.3 0.2 0.1 0.1 　 3mg/l 0.7 0.5 0.3 0.2 　 4mg/l 1.2 0.7 0.6 0.5 0.3 5mg/l 1.8 1.4 1.2 1.0 1.0 6mg/l 2.5 2.0 1.6 1.6 1.4

　　预氯化后杀藻效果：（在400倍显微镜检测得）
　　1）从颜色上看：依次为源水>预氯化后水>混合后水，源水中藻类呈深绿或褐色，预氯化后水颜色为淡绿色，混凝后水已按无色。
　　2）从形体上看：源水中较为完整，细胞结构清晰可见，藻类有凹凸感，有立体形象，预氯化后完事的藻少了许多，形象模糊，没有立体感；
　　3）从粒径上看：源水中藻类完整，走径最大的是铜绿微囊藻达160μm。
　　4）从数量上看：以99年为例。

叶绿素 μg/l 藻类记数 万个1 　 预氯化前 预氯化后 去除率 　 预氯化前 预氯化后 去除率 最高 118.58 64.33 53.35% 最高 9716 6055 38.10% 最低 124.42 7.68 最低 2035 1112 平均 65.9 30.74 平均 3674 2274

　　从以上四个方面看，预氯化对藻类去除作用明显，为源水进厂后更好的处理打下良好的基础。
　　为更好的在生产实际中运用预氯化杀藻，经过小试及生产实践，我们认为在源水中投加氯后30分钟的杀藻时到达水厂后，余氯达0.3--0.5mg/l，对水厂的后续处理非常有利的。
　　虽然预氯化对杀藻起到了一定的作用，但在混凝过程中投加药剂也是个问题，单纯增加投矾量（Fecl₃），出厂水浊度虽有明显降低，但投加量大，增加成本，且会造成出厂水PH值下降，余铁升高，仍致使管网时常出现“红水”，针对这一问题，我们从98年起采用HCA作助凝剂进行了大量的试验研究，并于98年夏季进行了生产性实验，99年夏季应用于生产，取得了令人满意的净不效果。
　　在大量烧杯实验中，经观察混凝现象，发现加入HCA作助凝剂进行了大量的试验研究，并于98年夏季进行了生产性实验，99年夏季应用于生产，取得了令人满意的净水效果。
在大量烧杯实验中，经观察混凝现象，发现加入HCA助凝剂后，水中絮体“矾花”明显增大，沉降速度加快，水中悬浮藻类及絮体明显减少，只是在水体表面略有上浮，投加HCA量大量上浮多，并得出以下结论：（1）HCA做助凝剂，有很好的除浊和去除有机物的作用，其用量仅为混凝量的1%左右，并节省混凝剂1/3用量；（2）在不同源水条件下，应通过实验确定混凝剂与HCA的最佳用量，用HCA或混凝剂（Fecl₃)投加过多，会使水浊度产生折点；（3）由于HCA具有高电荷度、大分子量，如果投加过多，剩余电荷会造成胶体再脱稳，从而出现水体发白，上浮增多。
　　HCA作为助凝剂使用，其投加时间即工艺中的投加点，对其发挥助凝效果非常关键，小试及生产实验证明：在混凝阶段总时间的1/3处加入可获得最佳效果，因HCA有电性中和吸附架桥两和作用，做助凝剂使用主要发挥HCA的吸附架桥作用。如投入过早，细小矾花尚未形成，HCA过早水解，其主要发挥的是电性中和作用，而削弱了吸附架桥作用；过迟，则HCA水解不足，卷曲状的大分子链未充分展开，吸附架桥作用发挥不充分，所以生产实际中，我们选择的投加点为比投加Fecl₃滞后1分钟，效果非常好。
　　投加HCA，不仅在水质上起到了明显的作用，在经济上也是有成效的，实践证明，投加HCA0.1mg/l可节省药耗30-40%，投加HCA0.2mg/l，可节省药耗60%左右，可观的经济效益为每千吨水节省资金15.6元，同时由于Fecl₃投加量减少，使出水PH值上升，余铁下降，通过近两年的实践，我们有如下几点体会：
　　1 HCA作助凝剂作用，应根据不同季节，不同水质期结合所作用混凝剂的具体情况，确定是否需要投加及投加量多少，必须进行大量试验，把握好使用的时机与用量，才能够收到满意的经济效益和社会闪闪。例如：在高藻期浊度相对较低时，投加HCA，在沉淀池池面上产生大量上浮物，对滤池运行产生影响，在低温低浊期，单投Fecl₃比用HCA作助凝剂更加经济实惠。
　　2 HCA在应用过程中，应密切注意各工艺部位出的情况，如沉淀池的上浮问题，沉淀排泥是否通畅，滤池运行是否正常，投加HCA是否会增加水的粘度，对滤池冲洗过程滤料的流失是否有影响，我们正在对此作进一步的正常运行。
　　3 在对高藻水进行预氯化的前提下，投加HCA做助凝剂效果才能充分显现出来。
　　在源水高藻期，虽然过了预氯化及投加助凝剂HCA，但仍不能保证出厂水质的稳定性，因为投加HCA后，只是将沉淀后的水的PH值从6.8提高到7.1左右，仍不达到出厂水在7.0以上，综合天津市目前的管网水质情况看，当出厂水PH值达到7.0以上，就能保证管网不出“红水”，为此，我们又增加了投加CaO的工作，我们仍沿用了小试试验----模型实验----生产实验----生产投加这个过程。
　　首先我们通过分析认为，高藻期在整个工艺水处理过程中影响PH值的因素是投加Fecl和投氯。经实际测量，预氯化后可降低PH值0.3左右，投加Fecl₃后可降PH值1.3---1.4左右，滤前到滤后的投氯量（4——5mg/l）时，可降PH值0.4左右，所以，源水的PH值在经过了投药、投氯后，可降低PH值2.0左右，无滦河水的水质在高藻期PH值达8.5左右，故此，如不调值，则出厂水的PH值在6.7左右，要保证出厂水质的稳定性，必须调值，采用的调值为CaO，纯度在40%以上，投加量最高达20mg/L，以此，保证了出厂水质的稳定性。
　　在生产实践中，我们认为在投加过程中应注意几个问题：
　　1 CaO纯度是影响调值的关键；
　　2 CaO的投加量可通过稀释浓度来调整，一般的浓度在2%--5%左右，大于5%时，管道将出现堵塞现象。
　　3、注意对操作人员的管理，严格工艺操作规程。
　　4、注意投加点的选择，因为我们是为提高出厂水的稳定性而进行调值，而CaO中含有不沉物，因此建议投加点选择在反应池和平流池进口的衔接处，便于冲刷沉积物。
　　5、投加CaO后，影响沉淀池的出口浊度；
　　6、高峰过后，CaO沉积物较多，增加沉淀池冲刷的难度。