常規(guī)凈水工藝應(yīng)對黑水的技術(shù)措施

1、常規(guī)凈水工藝應(yīng)對黑水的技術(shù)措施陳雪峰摘要：結(jié)合運行實踐，系統(tǒng)分析了黑水產(chǎn)生的機理，總結(jié)了在羆水現(xiàn)象發(fā)生時應(yīng)對的技術(shù)措施，論證了常規(guī)凈水工藝有能力消除黑水，并對二價鐵和二價錳有較好的去除能力。關(guān)鍵詞：黑水，常規(guī)凈水工藝，活性膜運城市凈水廠日供水量35萬n13，水源為73km外的黃河灘涂大口井群，見圖1。每年進廠水會出現(xiàn)兩三次黑水現(xiàn)象，每次持續(xù)時間約2 d。初時，由于對其產(chǎn)生的原因不清，無應(yīng)對經(jīng)驗，只能采取沉淀池排水或排水入庫來解決，縮短了向市區(qū)供水時間，無法保證市民的用水需求。經(jīng)過對原水水質(zhì)、輸水過程及凈水工藝的全面分析和研究，并通過近幾年的運行實踐，現(xiàn)已充分掌握了凈水廠應(yīng)對黑水的措施，既保障了

2、供水量，又保證了出廠水質(zhì)達標。1黑水產(chǎn)生的原因分析1)檢測分析。為探究黑水來源，我們首先對原水水質(zhì)和輸水管內(nèi)淤積附著物進行了多次檢測分析，結(jié)果如下：井水鐵含量在035 mg/089 mgL，錳含量在018 mg/L027 mgL，pH值為762797，耗氧量小于20 mgL。原水水質(zhì)偏堿性，有機物含量很小，鐵錳含量處于GBT 14848-93地下水質(zhì)量標準類和類水質(zhì)之間。在凈水廠上游輸水管10 km處取管內(nèi)壁附著物灼燒分析：附著物氧化錳含量占2050，氧化鐵含量占2205。由此可以推斷：原水中所含二價鐵和二價錳在輸送過程中被氧化為Mn02和Fe(0H)3，其附著在管內(nèi)壁形成粘膜狀的泥渣，其中的

3、MnO2是黑褐色的。當輸水管流速發(fā)生突然變化時，產(chǎn)生的擾動沖刷力使管內(nèi)壁附著物剝離進入凈水廠，黑水現(xiàn)象便發(fā)生了。2)機理探討。地下水從井中抽出到進入凈水廠時，有三次接觸空氣的過程：a從井中抽升b進入加壓泵站前池c進入1萬m3的蓄水池(見圖1)。水中的溶解氧不斷增多，而原水有機物含量很小，pH值很高，非常有利于提高鐵錳氧化的速度。輸水距離很長也為鐵錳氧化提供了足夠時間。水中溶解氧與二價鐵、二價錳發(fā)生氧化反應(yīng)：Mn02和Fe(0H)3沉積附著在管壁形成鐵質(zhì)和錳質(zhì)活性膜。而活性膜又吸附二價鐵和二價錳，在自催化作用下對其繼續(xù)氧化：經(jīng)過多次檢測，在無黑水發(fā)生情況下，進廠水鐵含量小于O3 mgL，錳含量小

4、于01 mgL，符合GB 57492006生活飲用水衛(wèi)生標準要求。只有在黑水發(fā)生后的6 d內(nèi)會產(chǎn)生進廠水略超標情況，鐵含量在03 mgL042 mgL，錳含量在01mg/L017 mgL。據(jù)分析是由于部分活性膜被沖刷剝離，降低了對鐵錳的吸附氧化能力所致，待活性膜得到恢復(fù)“成熟”后，進廠水鐵錳含量就會大為降低。2應(yīng)對黑水的技術(shù)措施原水(井水)進廠濁度一般在5m以下，在不進行濾前加氯和投加聚合鋁的情況下，直接過濾，濾后水質(zhì)也能滿足供水水質(zhì)要求，濁度在1 NTU以下。當黑水發(fā)生時，水中的二價鐵、二價錳含量會隨之增高，濁度也會增大，此時我們主要采取以下幾方面應(yīng)對措施：1)在混合井加氯，加強對水中的Fe

5、2+，Mn2+氧化，形成微粒和絮體。投氯量控制在3 mg/L5 mg/L(見表1)。2)迅速投加聚合鋁(在混合井前)，在反應(yīng)池內(nèi)Mn02微粒、Fe(OH)，絮體被“礬花”吸附凝聚，在沉淀池中被大量去除。聚合鋁投加量較大，控制在10 mgL15 mgL為宜(見表1l。3)在凈水廠旁有容量為15萬m3的調(diào)蓄水庫，如果應(yīng)對不及時，可直接將原水排入水庫。由一級泵房提升進入混合井(見圖1)。經(jīng)和水庫水混合稀釋的原水，黑色明顯降低，又得到一次溶氧過程，對后續(xù)除鐵錳減輕了負荷。原水濁度也升高至15 NTU20NTU，有利于“礬花”的形成。4)進廠黑水結(jié)束后，一般6 d內(nèi)，鐵錳含量會較高(見表2)。水流經(jīng)過凈

6、水工藝，水中溶解氧增多，各工藝池壁附著物有活性催化作用，尤其是石英砂濾池的吸附和接觸催化，可有效去除微量超標的鐵和錳(見表2)。此時不需要濾前加氯和投加聚合鋁。5)要科學(xué)合理調(diào)度，保證穩(wěn)定連續(xù)運行，避免輸送水量突然發(fā)生變化。進廠水量一般在1 400 m3 h-1 500 m3h。通過多年運行調(diào)度實踐，流量每降低或提高100 m3h，調(diào)整時間控制在12 h，則不會發(fā)生黑水現(xiàn)象。在調(diào)度流量突然變化且較大時，應(yīng)及時通知凈水廠做好應(yīng)對準備，應(yīng)對時間在2 h左右。6)為減少黑水現(xiàn)象發(fā)生，可利用水庫調(diào)節(jié)供水的同時，加大流速將管內(nèi)淤積物從各排泄口沖刷排出。一般一年半一次，每次10 h即可。近幾年，通過采取上述技術(shù)措施，凈水廠供水水質(zhì)中鐵、錳含量全部符合GB 57492006生活飲用水衛(wèi)生標準要求。3結(jié)論及建議31結(jié)論1)當原水耗氧量小于20 mgL，pH>75時，原水在長距離輸送過程中，如有足夠接觸大氣過程，二價鐵和二價錳是可以被大量氧化附著在管壁上的。2)只要采取科學(xué)的技術(shù)措施，常規(guī)凈水工藝是有足夠能力應(yīng)對黑水現(xiàn)象的。3)在不進行濾前加氯和投加聚合鋁的情況下，原水流經(jīng)各工藝構(gòu)筑物后，直接過濾是能夠去除部分鐵和錳的。32建議I)由于CIO2氧化能力是CI2的2倍多，以后應(yīng)將投加