浅析华亭矿区饮用水水质改善工艺与保护措施

李建林 李 洁 陈 娟

(1.崇信县水保局，甘肃崇信 744200;2.华亭县水务局，甘肃华亭 744100)

浅析华亭矿区饮用水水质改善工艺与保护措施

李建林1李 洁2陈 娟2

(1.崇信县水保局，甘肃崇信 744200;2.华亭县水务局，甘肃华亭 744100)

为改善华亭矿区生活饮用水水源地水质状况，采用多介质过滤和钠离子交换处理技术对水质进行处理。结果表明:该工艺流程在降低水中总硬度，及铁、锰、钙、镁等指标的同时能有效改善水质，提升广大群众的满意度，更好地适应华亭矿区社会、经济事业快速发展的需要。

饮用水;水质改善;保护措施

1 水资源概况

华亭矿区位于甘肃省东南部，属平凉市，涉及华亭县和崇信县，是以煤炭工业和能源化工产业开发为主，同时加快发展高新技术和旅游、商贸产业的现代化小城市。该区煤炭资源丰富，是全国13个重点产煤基地、西北三大产煤矿区之一，也是甘肃省煤、电、化、运一体化综合产业开发的核心区。近年来，随着煤、电、化工业的快速发展，该地区的水资源供需矛盾日益凸显，人们对自来水水质的要求也越来越高，为保障矿区人民群众的身体健康，提高矿区群众的生活质量，当地政府高度重视，要求对生活饮用水水质进一步深度处理。

截至2013年底，华亭矿区实际居住人口为7.1万，城区建设面积308.04hm2，人均99.3m2。城区近期规划(2005年)5万人，用地规模为460hm2，远期(2020年)11.5万人，用地规模为766hm2。全县水资源总量为2.192亿m3，其中自产地表水1.245亿m3，多年平均境外流入水量0.367亿m3，多年平均地下水资源量0.58亿m3。人均占有可利用水资源量1252m3，亩均水资源量523.8m3。全县各河流多年平均地表径流流量为16120万m3，在保证率分别为50%、75%、95%的情况下，河流地表径流量分别为14500万m3、10545万m3、6713万m3;地下径流总储量为5800万m3，天然补给量为8280万m3/m2，允许最大开采量2455万m3/m2，允许开采面积107.6km2。在保证率分别为50%、75%、95%、97%的情况下，地下水储量分别为5230万m3、3804万m3、2421万m3、2095万m3。

华亭矿区自来水供水主要由西华水厂承担，水厂设计日供水能力2000m3/d，供水水源为西华水源和马峡养马寺水源，均为地表水。其中西华水源在丰水期产水量为9000m3/d，枯水期产水量仅为6000m3/d，马峡养马寺水源在丰水期产水量为7000m3/d，枯水期产水量仅为4560m3/d。目前城区日用水量为9500～10500m3/d，水源地供水量基本可满足用水需求。

目前，华亭矿区居民饮用水的水源为县西部关山林区的地表水，水质除浑浊度不合格外，基本符合生活饮用水标准，水处理措施采用常规的加氯消毒工艺，该工艺主要是对微生物指标中的总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌、菌落总数进行消毒处理，但不能降低水中溶解性总固体和总硬度。为降低水中的铁、锰、钙、镁等指标，使水质进一步提高，需采用多介质过滤和钠离子交换处理技术进行深度处理。

2 水质改善工艺

2.1 净水工艺方案

华亭矿区生活饮用水水质改善工程本着提高和改善水质，节约能源、降低费用，工艺先进、经济合理、操作方便的原则。采用深度处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产品加以去除，提高和改善饮用水水质。工程采用反渗透膜分离处理技术对西华水厂3000m3原水水质进行深度处理，将处理后的水与常规加氯消毒的水混合后供应到用户。通过反渗透处理工艺，进一步降低水中溶解性总固体、氯化物、硫酸盐、总硬度，使水质得以改善和提高。

目前应用较为广泛的深度处理技术主要有活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳技术、膜分离技术及钠离子交换法。前两种处理工艺主要对去除有机污染物、异臭、色度的原水有很好的效果;膜分离技术是利用具有选择分离性的有机高分子材料或无机材料，制成不同形态结构的膜，在一定驱动力(压力差、浓度差和电位差等)作用下，使双元或多元组分因透过膜的速度不同而达到分离或特定组分富集的目的，但膜分离技术投资大，制水成本和维护费高;钠离子交换法是运用离子交换的原理，用软化器中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化，吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过钠盐溶液的处理，可重新转化为钠型而恢复其交换能力。钠离子交换处理工艺的特点是:产水率达到98%以上，耗电量低，树脂经过钠盐处理可重新转化为钠型而恢复交换能力，可根据实际水质情况任意调节再生周期和时间，以保证水质合格，钠离子交换产品运用广泛，易购买易运输。该工程采用反渗透膜分离处理技术，通过多介质过滤和钠离子交换处理技术工艺的日处理量为10800m3/d。

2.2 工艺原理

以氯酸钠和盐酸为原料，采用多级微分双温反应和负压曝气新工艺，生产以二氧化氯为主、氯气为辅的复合消毒液，二氧化氯含量大于70%。华亭煤矿矿区水质改善工程净水主要工艺包括进水水质和出水水质，项目在处理效果稳定后，对进出水质进行了全面分析，常规指标采用常规的测定方法，水中金属元素采用原子吸收光谱法，微量有机物采用色谱—质谱连用仪进行定量及半定量分析。

2.3 净水工艺流程

净水工艺流程见下图。

净水工艺流程图

华亭矿区水质改善工程进水水质和出水水质分析数据见表1、表2，处理量见表3。

表1 进水水质分析

表2 出水水质分析

表3 处理量

2.4 净水工艺流程说明

a.原水池。工程新建原水池500t储存水。

b.原水泵。原水泵为后面的处理系统提供必要的运行压力。

c.多介质过滤器。内装填各种规格的石英砂与活性炭，主要用于去除水中悬浮的固体物质、细小颗粒，具有流速高、处理水量大的特点。活性炭具有无数微孔构成特大的比表面积，这样可与水充分接触，而活性炭又具有较强的吸附作用，因此采用活性炭过滤器可以除去水中游离氯和有机物。

d.钠离子交换器。钠离子交换器采用离子交换的方式去除水中的钙、镁离子，以达到降低水中硬度的目的。

e.二氧化氯发生器。二氧化氯发生器是生产二氧化氯的设备，由于二氧化氯易挥发、分解，必须现场生产现场使用。它用氯酸钠和盐酸进行化学反应得到二氧化氯，再将二氧化氯加入水中对其进行杀菌消毒。

f.清水池。储蓄净水送入水泵房接入居民用水点。

g.原产品组成。包括供料系统、反应系统、控制系统、加热系统、吸收系统、安全保护系统。

3 保护措施

a.进行综合治理，保障生态水源。注重整体的治理政策措施，应从气象、水文、地理、土壤等方面进行综合研究，确定生态建设目标，以工程措施和生物措施结合，重点倾向生物措施。在充分考虑水资源环境容量的前提下，以水定植被类型、覆盖度等。尽力涵养水源，增强生态蓄水功能，促进水环境的良性发展。

b.推广应用新材料，减少供水过程中二次污染。城市管网与其输送的水构成一个复杂的生物化学反应系统。管道结垢、输水水质恶化、管道输水能力下降已成为一个需要解决的问题。为此，要提高出厂水的水质稳定性，稳定管网水中的余氯，降低水中的可生化或可同化的有机碳和氨浓度，做好管道防护，选用新管材，加强管道埋设、检修和维护管理，建立管网水力学模型及水质模型，设置管网水质自动监测仪器，以改善水质。

On Drinking Water Quality Improvement Process and Protection Measures in Huating Mining Area

LI Jianlin1，LI Jie2，CHEN Juan2
(Chongxin County Soil and Water Conservation Bureau，Chongxin744200，China; 2.Huating County Water Authority，Huating744100，China)

Multi-media filtration and sodium ion exchange treatment techniques are adopted for treating water quality in order to improve water quality condition of domestic drinking water source in Huating mining area.The results showed that the process flow could effectively improve water quality when indicators of total hardness，iron，manganese，calcium，magnesium，etc.in water are reduced，thereby improving satisfaction of broad masses，and better adapting to rapid development of social and economic careers in Huating mining area.

drinking water;water quality improvement;protection measures

TV213.4

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:2096-0131(2015)01-0076-03