常規(guī)凈水工藝應(yīng)對(duì)黑水的技術(shù)措施

1、常規(guī)凈水工藝應(yīng)對(duì)黑水的技術(shù)措施陳雪峰摘要：結(jié)合運(yùn)行實(shí)踐，系統(tǒng)分析了黑水產(chǎn)生的機(jī)理，總結(jié)了在羆水現(xiàn)象發(fā)生時(shí)應(yīng)對(duì)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(duì)二價(jià)鐵和二價(jià)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(yùn)城市凈水廠日供水量35萬(wàn)n13，水源為73km外的黃河灘涂大口井群，見(jiàn)圖1。每年進(jìn)廠水會(huì)出現(xiàn)兩三次黑水現(xiàn)象，每次持續(xù)時(shí)間約2 d。初時(shí)，由于對(duì)其產(chǎn)生的原因不清，無(wú)應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn)，只能采取沉淀池排水或排水入庫(kù)來(lái)解決，縮短了向市區(qū)供水時(shí)間，無(wú)法保證市民的用水需求。經(jīng)過(guò)對(duì)原水水質(zhì)、輸水過(guò)程及凈水工藝的全面分析和研究，并通過(guò)近幾年的運(yùn)行實(shí)踐，現(xiàn)已充分掌握了凈水廠應(yīng)對(duì)黑水的措施，既保障了

2、供水量，又保證了出廠水質(zhì)達(dá)標(biāo)。1黑水產(chǎn)生的原因分析1)檢測(cè)分析。為探究黑水來(lái)源，我們首先對(duì)原水水質(zhì)和輸水管內(nèi)淤積附著物進(jìn)行了多次檢測(cè)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(jī)物含量很小，鐵錳含量處于GBT 14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(jià)鐵和二價(jià)錳在輸送過(guò)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(dāng)輸水管流速發(fā)生突然變化時(shí)，產(chǎn)生的擾動(dòng)沖刷力使管內(nèi)壁附著物剝離進(jìn)入凈水廠，黑水現(xiàn)象便發(fā)生了。2)機(jī)理探討。地下水從井中抽出到進(jìn)入凈水廠時(shí)，有三次接觸空氣的過(guò)程：a從井中抽升b進(jìn)入加壓泵站前池c進(jìn)入1萬(wàn)m3的蓄水池(見(jiàn)圖1)。水中的溶解氧不斷增多，而原水有機(jī)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(zhǎng)也為鐵錳氧化提供了足夠時(shí)間。水中溶解氧與二價(jià)鐵、二價(jià)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(jià)鐵和二價(jià)錳，在自催化作用下對(duì)其繼續(xù)氧化：經(jīng)過(guò)多次檢測(cè)，在無(wú)黑水發(fā)生情況下，進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)要求。只有在黑水發(fā)生后的6 d內(nèi)會(huì)產(chǎn)生進(jìn)廠水略超標(biāo)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(duì)鐵錳的吸附氧化能力所致，待活性膜得到恢復(fù)“成熟”后，進(jìn)廠水鐵錳含量就會(huì)大為降低。2應(yīng)對(duì)黑水的技術(shù)措施原水(井水)進(jìn)廠濁度一般在5m以下，在不進(jìn)行濾前加氯和投加聚合鋁的情況下，直接過(guò)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(dāng)黑水發(fā)生時(shí)，水中的二價(jià)鐵、二價(jià)錳含量會(huì)隨之增高，濁度也會(huì)增大，此時(shí)我們主要采取以下幾方面應(yīng)對(duì)措施：1)在混合井加氯，加強(qiáng)對(duì)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(jiàn)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(jiàn)表1l。3)在凈水廠旁有容量為15萬(wàn)m3的調(diào)蓄水庫(kù)，如果應(yīng)對(duì)不及時(shí)，可直接將原水排入水庫(kù)。由一級(jí)泵房提升進(jìn)入混合井(見(jiàn)圖1)。經(jīng)和水庫(kù)水混合稀釋的原水，黑色明顯降低，又得到一次溶氧過(guò)程，對(duì)后續(xù)除鐵錳減輕了負(fù)荷。原水濁度也升高至15 NTU20NTU，有利于“礬花”的形成。4)進(jìn)廠黑水結(jié)束后，一般6 d內(nèi)，鐵錳含量會(huì)較高(見(jiàn)表2)。水流經(jīng)過(guò)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(biāo)的鐵和錳(見(jiàn)表2)。此時(shí)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(yùn)行，避免輸送水量突然發(fā)生變化。進(jìn)廠水量一般在1 400 m3 h-1 500 m3h。通過(guò)多年運(yùn)行調(diào)度實(shí)踐，流量每降低或提高100 m3h，調(diào)整時(shí)間控制在12 h，則不會(huì)發(fā)生黑水現(xiàn)象。在調(diào)度流量突然變化且較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知凈水廠做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，應(yīng)對(duì)時(shí)間在2 h左右。6)為減少黑水現(xiàn)象發(fā)生，可利用水庫(kù)調(diào)節(jié)供水的同時(shí)，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(guò)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(biāo)準(zhǔn)要求。3結(jié)論及建議31結(jié)論1)當(dāng)原水耗氧量小于20 mgL，pH>75時(shí)，原水在長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，如有足夠接觸大氣過(guò)程，二價(jià)鐵和二價(jià)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(duì)黑水現(xiàn)象的。3)在不進(jìn)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(guò)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