月浦水厂水源水质季节变化与分析

陈霓彤，陈 策

(1.汕头市粤海水务有限公司水质检测中心，广东汕头515041；2.汕头市粤海水务有限公司月浦水厂，广东汕头515041)

月浦水厂作为汕头市区承担供水任务的主力水厂，承担全市近1/3的供水压力，确保供水水质至关重要。水源水质易发生变化和波动，季节是重要的影响因素[1]。水质的突变通常发生在季节变换期，往往对水厂的生产造成很大的影响。了解各个季节的水质特点，对合理应用科学手段处理水质突发问题，保证供水质量具有一定的意义。

1 季节变化对原水水质的影响

1.1 对pH的影响

pH是天然水质酸碱性的标志，过高或过低都会影响混凝效果和消毒效果。图1所示为2013年和2015年，月浦水厂水源pH值的变化。pH值在2013年出现较大波动，峰值出现在3月和8月，分别是水源藻类含量上升和上游开闸泄洪导致。2015年水源pH值的变化相对平稳，仅2月受藻类生长的影响略有上升。

图1 2013年和2015年月浦水厂水源pH月最大值的变化

1.2 对浊度的影响

浊度是由水中的泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物和微生物等悬浮物质造成[2]，是对水源水质评价最初步、最直观的检测项目之一。从图2可以看出，月浦水厂水源浊度在每年5—8月出现较大的波动，这是因为一方面夏季为暴雨、山洪的高发期；另一方面月浦水厂取水口位于韩江下游，除了河水径流中的泥沙杂质，上游的开闸排水也会使大量泥沙进入水体。因此，水源浊度会在夏季发生较大的变化。

图2 2013年和2015年月浦水厂原水浊度月最大值的变化

1.3 对原水氨氮的影响

原水中的氨氮主要来源于生活污水和工业废水，通过测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染和“自净”状况[2]。氨氮突发污染常发生于暴雨季节支流泄洪，导致江河中形成高浓度氨氮和有机物污染团。

从图3可看出，月浦水厂水源氨氮分别在春夏和夏秋换季时出现波动。若水源氨氮含量出现骤升，如果条件适宜，亚硝化细菌会将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，进一步消耗大量余氯，影响对出厂水的消毒效果；另一方面，亚硝酸盐氮与氯反应会产生消毒副产物，影响出厂水水质。水厂可根据氨氮的变化，了解水体有机物污染的程度，适度调节絮凝剂和氯的投加量。

图3 2013年和2015年月浦水厂原水氨氮月最大值的变化

1.4 对CODMn的影响

CODMn是地表水体受有机污染物和还原性无机物质污染程度的综合指标[2]。受浊度影响，2013年和2015年月浦水厂水源CODMn在5月、7月、8月都有所波动，如图4所示。这是由于浊度颗粒具有很大的表面积，能够将大量污染物吸附于颗粒表面，因此当水源浊度上升时，其它污染物指标也相应有所波动。

图4 2013年和2015年月浦水厂原水CODMn月最大值的变化

1.5 对UV254和PAC投加量的影响

图5和图6所示分别为2015年月浦水厂水源UV254和PAC投加量的变化。UV254在5—8月出现波动，7月达到最高值；PAC投加量除了在7月和8月明显增加外，在1月和2月也略有波动，这与春季水源藻类含量上升有关，但整体变化与UV254基本一致。

图5 2015年月浦水厂水源UV254月最大值的变化

有机物是影响胶体稳定和混凝效果的重要因素，在水中以腐殖质为主要的存在形式，是水处理的主要对象[1]。当水源中反映大分子有机物含量的UV254有所上升时，为了取得更好的混凝效果，会在一定程度上增加聚合氯化铝的消耗。但混凝剂投加量的增大，并不一定是UV254上升所导致。

图6 2015年月浦水厂PAC投加量月最大值的变化

1.6 对原水藻类的影响

图7所示为月浦水厂水源藻类密度随季节的变化。藻类密度在1—3月即春季会出现明显的生长高峰，7—9月夏末秋初再次出现生长高峰，但幅度小于春季。

图7 月浦水厂水源藻类含量的变化

藻类密度在2008年之前的1—3月持续高于100×104个/L，2010年之后基本每年仅有1个月藻类密度超过100×104个/L，见表1。受上游截流影响，藻类密度的季节性特征在一定程度上受限制，呈现暴发突然、持续时间短、上升幅度大的特点，不利于水厂生产。若未针对藻类密度开展持续监测，突然且大幅度的藻密度上升会导致水厂不能及时采取应对措施，影响出厂水水质，甚至发生藻类堵塞滤池使生产流程瘫痪[3]。

表1 月浦水厂水源春季藻类密度的变化 104个·L-1

2 总结与讨论

2.1 月浦水厂春季水源特点

月浦水厂春季水源特点是低温、低浊、高氨氮、高藻类含量，水温和浊度低，氨氮和藻类含量较其他月份高。从表2可以看出，月浦水厂春季水源浊度不高，PAC投加量在2.6～3.4 mg/L。与其它季节相比，该时期的原水处理难度相对较大。一方面受低温、低浊的影响，水分子的运动较慢，絮凝剂与杂质之间的碰撞机率减小；另一方面，有机物和藻类含量升高，出现投药量显著增大但絮凝效果不佳的现象，加重滤池的负担，影响出厂水水质。

水处理过程中待滤水浊度也会影响出厂水水质和滤池运行。2017年2月，对生产过程进行了跟踪分析。从表3可以看出，控制待滤水浊度在1.5～2.0 NTU时，滤池对浊度的去除率均大于90%，在确保滤后水水质的同时减轻了滤池的负担，有效提高了过滤效果。

表2 2017年不同季节月浦水厂的处理效果

表3 2017年2月月浦水厂滤后水浊度

2.2 月浦水厂夏季水源特点

夏季雨量充沛，河道水流流速加快，水源浊度相对高于全年平均浊度，这个时期的水源水质特点是浊度高。受上游雨水冲刷，泥土中的腐殖酸大量溶于水中，引起pH值变化，还会导致总铁和CODMn上升，引起原水有机物含量上升等一系列问题。虽然这个时期出现的水质问题相对较多，但由于水温高、浊度大且水流充沛，污染性水质的置换速度快，反而有利于混凝的进行，所形成的矾花较为结实，对过滤和滤后水水质的影响相对较小。

3 结论

① 春季，水厂要重点关注滤后水浊度的变化，化验室应根据水质适当增加对浮游藻类的监测频率。生产部门可结合化验室的各项检测数据，调整排泥设备和滤池的运行周期，控制待滤水浊度在1.5～2.0 NTU，以有效保证滤池的过滤效果和运行稳定。当原水浮游藻类>1×107个/L或叶绿素含量>10 μg/L时，以间歇式的形式进行前加氯，控制浮游藻类对生产的影响。随着水温的逐步回升，有机物含量升高出现的几率也会相应下降。

② 夏季，要注意混凝剂投加量的控制和排泥设备的运行周期调整。水厂水源以蓝藻为优势藻种，当出现水源藻密度上升引发的水质问题时，建议尽量采用提高混凝剂投加量、降低待滤水浊度的方式去除大部分藻类。

③ 秋冬两季为枯水季，在没有外界人为污染的情况下，水质相对较为平稳，只需根据浊度调整混凝剂投加量即可。