饮用水源水无机金属污染的应急处理

祁盛恒

摘要：进入21世纪以来，随着社会经济稳健的发展，我国人民的生活水平也得到了快速的提高。在日常生活当中，有必要满足人民的基本用水需求。但是，根据不少水库的实际调查工作发展，会出现突发性无机金属污染事件，为了使此类污染得到有效解决，有必要采取行之有效的应急处理方法。本课题在分析饮用水源水无机金属污染的应急处理的基础上，进一步对饮用水源无机金属污染的应急处理实验方法进行分析，为饮用水源水无机金属污染处理效果的提升提供有效建议。

关键词：饮用水源水；无机金属污染；应用处理；实验方法

饮用水源水无机金属污染是水库常遇到的问题之一，为了解決此类污染问题，就有必要采取有效处理措施。但从现状来看，城市净水工艺对于饮用水源水无机金属污染的处理能力还较为薄弱，缺乏行之有效的处理工艺技术方案。有研究者提出可采取聚合氯化铝辅助化学沉淀法进行应急处理，从而达到去除污染物的目标[1]。鉴于此，本课题以此作为思路，重点对“饮用水源水无机金属污染的应急处理”进行分析具备一定的价值意义。

一、饮用水源无机金属污染的应急处理现状分析

我国不少城市存在水资源短缺的情况，主要表现为周围大的湖泊、江河缺少，难以解决水资源供给问题。在这样的情况下，人均水资源便呈现不足的情况；与此同时，在地下水位逐步降低的情况下，在未来对地表水的依赖程度会慢慢变大。并且，根据水库调查工作发现，容易出现水源突发污染事件，对于此类污染事件我国将重点工作放在了水源水质预警技术的研究上，并研发出了一些实用型的水源水质预警系统，利用水源水质预警系统加以对水库水资源情况的监控，具备实时的作用，能够更为深入地了解水库的水资源情况[2]。但是，值得注意的是，从现状来看，城市净水工艺对水源突发性污染的应急处理能力较为薄弱，例如：对于饮用水源无机金属污染，便缺乏行之有效的处理工艺技术方案。

考虑到饮用水源无机金属污染得到有效处理，便有必要加快应急处理方案的制定及实施。我国某市根据市区水库的实际供水情况，选择了典型的四类无机金属污染物，即：Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+；在采取相应的实验，适当添加碱与聚合氯化铝的量，观察对污染物的清除效果，进一步确定了以上四类无机污染物的最优化清除方法，并为污染应急处理预案的制定及实施提供了必要依据。

总之，针对现状下饮用水源无机金属污染在应急处理能力方面的不足，有必要加强实验研究，掌握应急处理方法，确保饮用水源的质量及满足水资源供给需求。

二、饮用水源无机金属污染的应急处理实验方法分析

在上述分析过程中，认识到目前我国部分地区在饮用水源无机金属污染应急处理能力上的不足。因此，有必要采取相应的实验研究，明确应急处理可行方案。具体实验及方法如下：

（一）实验准备

（1）实验药剂：为了寻找出有效的饮用水源无机金属污染的应急处理方案，此次展开了相应的实验研究，需准备的实验药剂包括：①硝酸铜（Cu（NO3）2·3H2O）；②氯化亚铁（Fecl2·4H2O）；③硝酸锌（Zn（NO3）2·6H2O）；④硝酸镉（Cd（NO3）2）；此外，还需要提供相配套的工业级聚合氯化铝、硫酸以及氢氧化钠。

（2）实验用水：此次实验用水的pH值为7.76，浊度2.60，溶解性固体总量为2.86×102mg/L，溶解氧为11.70mg/L，CaCO3中钙含量为110mg/L，总磷为0.08mg/L，硝态氮为1.24mg/L。

（3）实验仪器：需准备的实验仪器有电子天平、pH计、混凝搅拌器（JTY-6型）以及电感耦合等离子体光谱仪等。

（二）实验的具体内容

做好实验准备工作之后，进行小试实验和中试实验，具体的实验内容如下：

（1） 小试实验。选用20ml水样，具备一定浓度的污染物；在采取氢氧化钠与硫酸溶液滴加的情况下，对水样的pH值进行调节，然后添加剂量不同的聚合氯化铝，利用上述提到的混凝搅拌器完成相应的混凝搅拌实验，以每分钟200转的速度搅拌3分钟，之后以每分钟70转的速度进行缓慢搅拌15分钟，然后进行半小时的静置入沉降，获取上清液之后，采取上述提到的电感耦合等离子体光谱仪，检测水样当中的金属离子污染物的浓度值[3]。

（2） 中试实验。对于中试实验来说，需在水厂实施，水厂需结合自身的工艺需求，进行相配合运行装置的设计。将水厂的进水流速控制在每小时11吨，通过进水流速进行上述提到的四类无机污染物浓度水样的配置，然后利用聚合氯化铝辅助加碱化学沉淀法，以不同污染物的浓度为依据，添加所需浓度的氢氧化钠，水厂中试工艺进行半小时的运行之后，对沉淀池出水pH值进行检测，然后每间隔20分钟进行1次pH值的检测；在pH值达至将上述提到的四类污染物除去时最优化pH的条件下，对沉淀池残余污染物的浓度进行测定，同时测定煤滤柱出水残余污染物的浓度。

（三）实验结果分析

上述针对硝酸铜（Cu（NO3）2·3H2O）、氯化亚铁（Fecl2·4H2O）、硝酸锌（Zn（NO3）2·6H2O）、硝酸镉（Cd（NO3）2）四类污染物进行了小试实验和中试实验，具体的实验结果如下：

（1） 小试实验结果。为了使上述四类污染物的去除效果得到有效增强，可采取对pH值进行调节的方法。值得注意的是，对于加碱化学沉淀方法来说，具备快速及简单的效果，所以在应急处理过程中适合应用，此方法的技术关键点便是调节适合的pH值。在对pH值进行调节过程中，通常会选用氢氧化钠、石灰或者碳酸钠作为碱性药剂，而在酸性药剂方面通常会选取盐酸或者硫酸[4]。在此次研究过程中，主要对饮用水源水进行处理，所以需应用饮用水处理级别的药剂或者食品级别的药剂。在以上碱性药剂当中，石灰需要花费较大的劳动力资源，且在自动控制上不易，纯碱成本又偏高，所以这两类通常不适合应用；对于氢氧化钠来说，因为可以应用液体药剂，在投入及精度控制上非常方便，并且劳动强度低，价格合适，所以可以应用到应急处理过程中。此外，对于酸性药剂来说，硫酸的有效浓度要高于盐酸，同时在腐蚀性上偏低，在价格上合理，所以可作为首选的一类酸性药剂，然后应用到应急处理过程中[5]。实验结果显示：利用调节pH值的方法，然后利用加减化学沉淀的方法，能够使饮用水水源当中的无机金属污染得到有效去除，从而饮用水水源的质量得到有效提高，达到供给的标准要求。

（2） 中试实验结果。结合水厂进水流量的实际需求，通过所需要污染物浓度水样的配制，然后对加碱泵速进行调节，并调节pH值，结果显示，采取聚合氯化铝辅助加碱化学沉淀方法，可以使初始浓度5倍国标的Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+四类污染物浓度分别降低到0.4413mg/L、0.2062mg/L、0.1306mg/L、0.0076mg/L；10倍国标的Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+四类污染物浓度分别降低到0.4264mg/L、0.1523mg/L、0.9905mg/L、0.0057mg/L；均符合国家饮用水的标准要求。

三、结语

在本次研究过程中，认识到现状下对于饮用水源水无机金属污染的应急处理工艺技术方案还较为缺乏。因此，有必要加强实验研究。本次选择了典型的四类无机金属污染物，即：Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+；在采取相应的实验，适当添加碱与聚合氯化铝的量，观察对污染物的清除效果，结果显示：采取调节pH值、聚合氯化铝投加量的方法，同时辅助加碱化学沉淀法，能够使饮用水源水无机金属污染得到有效清除，进一步使饮用水源水的质量得到有效提高，从而达到供给的需求。

参考文献：

[1]徐冰冰，许秋瑾，梁存珍，李丽，蒋丽佳.湖南郴州柿竹园矿区乡镇地下饮用水源重金属水质评价[J].环境工程技术学报，2013，02：113-118.

[2]陆凤娟.以嘉定区为例对上海市郊区饮用水源水重金属进行健康风险评价[J].中国环境监测，2013，02：5-8.

[3]吕晶晶，董建，龚为进.非常规污染水源研究[J].科技信息，2013，16：486-487.

[4]郭杏妹，李宁，康园，张秋云.佛山市农村饮用水中重金属的健康风险评价[J].暨南大学学报（自然科学与医学版），2014，01：21-25.

[5].加快建立饮用水源污染预警机制[J].民主，2014，04：29.