高含藻水净水厂水处理工程研究★

2014-06-06李喜林

山西建筑 2014年15期

李强李喜林赵雪金航，3 王翔，3

(1.阜新市引白工作办公室，辽宁阜新 123002;2.辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁阜新 123000;3.抚顺市自来水公司，辽宁抚顺 113008)

1 概述

含藻水源水是指藻类及其他浮游生物过量繁殖、藻数量大于100万个/L或足以妨碍混凝、沉淀和过滤正常运行的水源水［1］。水体富营养化常常导致藻类的滋生，特别是夏季的湖泊更易发生。由于藻类会产生藻毒素，长期饮用藻毒素含量超标的自来水会有损人体的身体健康，因此，含藻水源水处理备受水厂和研究者重视［2，3］。

藻类在水中处于悬浮状态，常常含藻水源水浊度不高，为投药去藻提高了难度，因此夏季高温季节极易造成处理池“翻池”现象，不仅增加了后续处理单元负担，也会影响滤池出水水质［4］。本文以辽宁某净水厂为例，对含藻水源水处理工程进行设计，为净水厂高含藻水源水处理提供参考。

2 净水厂进、出水水质

该净水厂日处理水量18.6万m3，处理后的水供城市用水，水厂出水应满足GB 5749-2006生活饮用水卫生标准，进水水质如表1所示。

表1 净水厂进水水质

由表1可以看出，该水源色度、浑浊度、悬浮物、细菌总数及大肠菌群数等超标，特别是藻类超标严重，属于重度含藻水。

3 含藻水源水净水方案确定

含藻水源水去除方法有物理法、化学法和生物法。物理法是利用某些设备、器材在水体中设置特定隔离区，分离藻类或利用机械装置灭杀、驱散藻类。常见的有微滤机过滤除藻、气浮除藻、活性炭吸附除藻及电解杀藻;化学法主要利用化学药品或矿物质抑制、杀死和去除藻类，按作用机理不同，可分为化学药品直接灭杀法、强化混凝沉淀法和天然矿物絮凝法。生物法主要利用生态系统内部调节机制除藻，常见的有生物膜法预除藻、微生物絮凝剂除藻、生物活性炭除藻等。各种除藻技术各有所长，但也存在某些缺陷。目前，运行水厂常用除藻方法为预氯化和气浮法。

根据进出水水质分析，结合目前含藻类水厂运行情况，并考虑到技术可行性和经济承受能力，提出处理方案如下:

方案一:

原水→氧化塔(预氯化)→机械絮凝池→斜管沉淀池→普通快滤池→清水池→用户。

方案二:

原水→配水井→机械絮凝池→气浮池→V型滤池→清水池→用户。

方案三:

原水→臭氧预氧化→混合池→机械搅拌澄清池→双阀滤池→超滤膜→消毒→用户。

方案一采用预氯化工艺，考虑预氯化对后续处理工艺的出藻虽有促进作用，但氯容易与原水中的有机物生成对人体有害的卤代有机副产物;方案三预处理采用臭氧预氧化，并加入超滤膜深度处理工艺，出水水质较好，但大幅增加了水处理成本;方案二主体工艺采用气浮法，气浮法恰好适于藻类密度小，投加混凝剂后形成的絮凝体不易沉淀的特点，前处理采用高锰酸钾预氧化，满足出水要求且较为经济，因此，本水厂采用方案二作为含藻水处理工艺。方案二气浮工艺种类很多，有压力溶气、真空释气法、微孔布气法、电解产气法、机械碎气法等。其中，又以压力溶气气浮法应用最多，这是由于该法所产的气泡微细度及稳定性高，在数量上也能得到很好的满足，同时电能消耗较低，操作管理可靠、简易，并能适应大、中、小型设备的要求，因此与其他形式相比占有优势［5］。

综上所述:选择方案二作为水厂设计处理工艺，具体方案如图1所示。

4 主要构筑物设计及设备选型

净水厂根据推荐方案进行工艺设计，净水厂具体工艺设计参考室外给水设计规范及给水排水设计手册完成［6-8］。主要构筑物尺寸及所用设备如表2和表3所示。

图1 处理工艺流程图

表2 主要构筑物设计尺寸

表3 水厂附属设备选型

5 高锰酸钾与混凝剂投药量确定试验

高锰酸钾预氧化投药量的确定是水厂工艺运行的重要参数，需通过试验确定。对于微污染水源水，试验发现高锰酸钾预氧化与混凝剂联用效果较好，先氧化后混凝对污染物去除效果好［9］。鉴于此，取水源原水，采用先高锰酸钾预氧化5 min后投加PAC 30 mg/L，测定高锰酸钾不同投加量时藻类、浊度和CODMn降低率，其中藻类采用平板记数法测定，浊度用浊度仪测定，CODMn采用酸性高锰酸钾滴定法测定。

试验结果如图2所示。

由图2可以看出，随着高锰酸钾投药量的增加，藻类和CODMn去除效果增强，浊度变化一直保持较高去除率。由此可见，PAC投加前，通过高锰酸钾预氧化，可以使藻类和CODMn去除率大幅提高。当高锰酸钾投加量在2.5 mg/L以后，藻类和CODMn去除率变化不大，增速变缓，从节省药品考虑，确定高锰酸钾投加量为 2.5 mg/L。