供水厂水质状况分析

供水厂水质状况分析黄少斌,黄慧华(华南理工大学应用化学系,广东广州510640)收稿日期:2000-12-29;修订日期:2001-05-11作者简介:黄少斌(1964-),男,江西樟树人,副教授.摘要:通过对西江某供水厂的水源水与出厂水水质进行分析研究,可知供水厂的水处理效果主要表现在对降低出水的浊度、色度和总细菌数等指标上,对大部分水溶性物质的减少无效或效果较低。为保证和提高饮用水的安全性和水质,除需提高供水厂的水处理效果和能力外,根本出路在于从环境管理与立法等角度,加大对水源水的保护力度,减少对饮用水源的排污。关键词:供水厂;水处理;水质中图分类号:X832文献标识码:A文章编号:1002-6002(2001)04-0027-04TheanalysisofwaterqualitystatusofwatersupplyplantHUANGShao-bin,etal(Depart.ofAppliedChemistry,SouthChinaUniv.ofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Basedontheanalysisofwaterqualityofnaturalwaterandsupplywater,itisfoundthatwatertreatmentofwatersupplyplantisefficientintheminimizationofturbiditydegree,colourdegreeandbacteriaamountetc.,andisuselessintheremoveofmostofwatersolublecompounds.Inordertoimprovethesecurityandqualityofdrinking-water,highefficientwatertreatmentisneededforwatersupplyplants,butmoreimportanceistointroducetheenvironmentalmanagementandrelatedlaw,andenhancetheprotectionofnaturalwaterresourceandminimizethedischargequantityofwastewater.Keywords:watersupplyplant;watertreatment;waterquality1供水厂水处理条件这些年来因对饮用水源水的监测、管理和保护等力度不够,许多水系水质仍有恶化的趋势,表现为水源水中水溶性有机物和无机物的含量有所增加。由于许多供水厂的水处理技术水平仍较低[1],造成了供水厂难以适应原水水质恶化的局面。本研究基于近年来对西江流域典型供水厂的水源水与出厂水水质现状的分析与监测[2],以加深人们对供水厂净水状况的了解和对保护饮用水水源的认识,并为供水厂未来的发展提供参考数据。1.1供水厂的水处理工艺及处理条件该供水厂的水处理工艺流程为:1水源水→2输水站→3混凝沉淀池→4斜管沉淀池→5砂滤池→6出水。供水厂年处理1400万吨水;为杀菌灭藻,每处理1万吨水,平均加液氯25至38公斤,加液氯的浓度为2.5~3.8mg/L;混凝用聚合氯化铝(PAC)的平均浓度为12mg/L。1.2水源水水质本文选取西江水浊度等指标较高的7月,采用国家水质监测标准,来测定当月1至10日水源水与出厂水主要水质指标,及其变化规律和相互关系,从而对供水厂的净水效果有更为全面的了解。2结果与讨论供水厂的主要净水手段为加聚合氯化铝等无机混凝剂对水进行混凝、用滤池对水进行砂滤和加氯杀菌灭藻等,通过对该净水工艺水质指标的分析,可知供水厂的净水效果只是对部分水质指标有效,对此进行较详细的研究与分析,可对供水的安全性、现状和未来的发展提供帮助。2.1浊度浊度的高低能反应水体被污染的程度,水源水经混凝沉淀池和斜管沉淀池后,所得待滤水的浊度通常在2~3NTU,待滤水经砂滤池后所得出厂水的浊度皆小于1NTU(见图1),说明该处理工艺能有效减少浊度指标,并使之符合国家饮用水标准。2.2色度大量溶解性和非溶解性有机物与无机物都对色度值的提高有贡献,所以其含量的高低能反应水体被污染的程度。在以物化法为主的该水处理系统,能有效降低水体的浊度,通常也能降低色度,其处理效果见图2。2.3pH值西江水的pH值较稳定(见图3),pH值主要在7.8~8.0之间,经过处理后的出厂水pH值有微弱减少,主要是因净水过程加液氯和加碱式氯化铝引起。2.4总铁由图4可知,水源水经混凝和过滤后,总铁含量会大大降低,原因与铁盐本身具有絮凝等性能有关,说明该处理工艺能有效降低铁盐的含量。2.5总硬度总硬度由钙、镁离子构成,钙、镁离子具有一定的混凝性能,由图5可知水源水经处理后,总硬度有降低的趋势,但不十分明显。2.6硫酸盐由图6可知,水源水与出厂水中的硫酸盐浓度相近,说明该水处理工艺对除去硫酸根基本无效,其含量高低能在一定程度上反应水体被污染的程度。2.7氯化物氯化物(Cl-)是水和废水中一种常见的无机阴离子。西江水中氯化物含量较低,一般不超过11mg/L,其含量高低与水体被污染的程度相关,通常的净水工艺对除去氯离子无效,图7中出厂水的氯化物含量高于水源水的氯化物含量,原因是水处理过程加有液氯和碱式氯化铝。2.8氟化物西江水含氟量在0.1~0.3mg/L之间,通常在0.2mg/L左右,属于低含氟量。氟化物广泛存在江水中,主要由有色金属、钢铁、铝加工、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂的生产废水排放所致,以及含氟矿物的排放废水,从图8可知,供水厂的水处理工艺对去除氟离子无效。2.9细菌总数细菌总数能反映水源被有机物污染的程度,为生活饮用水进行卫生学评价时提供依据。一般水域在未被污染的情况下,细菌数量很少;如果发现是细菌总数增多,表示水域可能受到有机物污染。图9中水源水的细菌总数较高时可达1000~2000个/升,说明这期间西江水受到有机物的污染较为严重,该水处理工艺能将细菌总数降低到3至0个/升。2.10耗氧量耗氧量能较为准确地反应水体被污染的程度,由图10可知现有的水处理工艺只能部分地降低水源水的耗氧量,因此要获得高质量的出厂水,主要需减少对水源水的排污。2.11总碱度西江水的碱度基本上来源于碳酸盐和氢氧化物。从图11可知,供水厂的水处理工艺对降低总碱度不明显。2.12亚硝酸盐亚硝酸盐是氮循环的中间产物,不稳定。根据水环境条件,可被氧化成硝酸盐,也可被还原成氨。亚硝酸盐含量的高低可在一定程度上反映水体被污染的程度,由图12可知,供水厂的水处理工艺对降低亚硝酸盐值较明显。2.13氨氮由图13可知,供水厂的水处理工艺对降低氨氮值有效果,且在水源水含氨氮值较高时,氨氮的去除效果更为明显,氨氮为主要富营养化物质,其值可反映水体被污染的程度,含量高极易引起斜管沉淀池中藻类的大量繁殖,增加了斜管沉淀池的反冲洗次数,以及加液氯量。供水厂具有降低氨氮的功能,与存在硝化作用和藻类的繁殖有关。2.14硝酸盐由图14可知,该供水厂的水处理工艺对硝酸盐含量的改变效果不明显。硝酸盐含量的高低可反映水体被污染的程度。2.15六价铬六价铬主要来源于电渡等行业,为主要重金属污染物。由图15知,水源水经处理后,六价铬的浓度会有所降低。2.16锰锰在水中可采用氧化等方法,使之形成氧化物沉淀,而被除去。由图16知,供水厂的水处理工艺,对除去锰作用不明显。由上述图1~图16的监测分析数据可知,该水处理工艺对水源水进行净化处理,可有效降低色度、浊度和细菌总数等指标,并使出厂水的这几项指标,达到国家规定的饮用水水质标准;可部分降低总铁、耗氧量、六价铬、亚硝酸盐、氨氮和锰等指标;对降低pH值和总硬度有微弱效果;对降低硫酸盐、硝酸盐、氟化物和总碱度则基本无效果;氯化物含量会有少量提高,出厂水中氯化物含量增加的原因主要为加液氯和加混凝剂-碱式氯化铝所致。由此可知目前供水厂的净水能力主要表现为对除去悬浮胶体颗粒和细菌等有效;由于对耗氧量等指标的降低作用较少,显示该工艺流程只对除去部分溶解态有机物和无机物有效,而对存在于水中的大部分溶解态有机物和无机物(如硫酸盐、氟化物和氯化物等)无效,而溶解态有机物和无机物在饮用水中,可对人体健康和工业用水的安全性构成威胁。因此,供水厂要保证供水的质量,其长期目标是要实现除去水源水中绝大部分溶解态有机物和大部分无机物,但要实现此目标,有投资大和技术难度高的特点,在近期内难以实现这一目标。3结论通过对供水厂水源水和出厂水水质的监测分析可知,目前自来水供水厂的设备和技术,只能除去水体中大部分的悬浮物胶体,而对水溶性的无机盐和有机物的去除,则效果非常有限,因目前供水厂要除去水中大部分水溶性无机盐和有机物有困难,因此仍需以加强对水源水的的监测、保护和管理等为主,以减少对水源水的排污,从而实现提高供水水质的目的。