呂啟忠 張可欣
鄭州市自來水總公司 450007

　　提要: 水源的水質狀況是影響城市供水質量的關鍵因素。筆者通過對柿園水廠水源近三年的原水水質監測分析，得出了該水源水質的變化規律，提出了相應的處理措施和對策，為保證水處理效果，提高出廠水質量提供了科學的依據。

　　近年來，隨著工業的發展，黃河水的污染也日益嚴重，加之黃河流量隨季節變化的不均衡性，洪水期和枯水期的流量懸殊較大，尤其進入冬季黃河流量明顯減少，水體自凈能力降低，水源污染異常嚴重。黃河中下游，以黃河水作為城市供水水源的地區(如：鄭州、開封)，因受高含砂量的影響，其處理工藝多以灘區自然沉砂為主，經予沉后的原水再進入廠區進行常規處理。黃河水經過灘區自然沉砂后，雖然解決了高含砂量的問題，但因原水在沉砂池中的停留時間過長，為藻類的繁殖提供了條件，從而導致原水的二次污染。
　　西流湖作為鄭州市柿園水廠的調蓄（沉砂）水源，其原水取自黃河，經沉砂后進入水廠處理，其水質狀況則直接影響出廠水的質量。因此，探索原水的水質特性及處理對策，加強水廠工藝管理，保證各工藝環節合理、優化運行，對提高供水水質，降低藥耗，具有十分重要的意義。

1、原水水質狀況

　　西流湖始建于七十年代初期，始建庫容150萬m3,根據九四年的實測統計資料表明：西流湖現有庫容49萬m3，按柿園水廠目前35萬m3/d的供水規模計算，西流湖已起不到應有的調蓄作用，但其二次污染卻在逐年加重。根據統計資料分析，原水有機污染指標，仍有逐年上升之勢。氨氮指標95年最高0.85mg/l、96年最高1.50mg/l、97年最高2.60mg/l、98年最高2.60mg/l。以98年為例原水的主要污染指標如表一:

98年原水主要污染指標含量統計表(表一) NH₃—N(mg/l) NO^-₂—N(mg/l) 高錳酸鹽指數(mg/l) 藻類(萬個/L) 濁度(NTU) 色度(度) 一月 最高值 2.1 0.05 7.2 46 31 22 平均值 1.5 0.03 5.2 42 20 17 二月 最高值 2.6 0.06 7.6 114 32 22 平均值 1.8 0.04 6.4 80 19 17 三月 最高值 1.8 0.066 8.6 258 60 25 平均值 1.0 0.05 5.0 128 29 20 四月 最高值 0.86 0.18 5.2 180 62 25 平均值 0.55 0.078 4.1 121 37 19 五月 最高值 0.55 0.18 6.3 456 59 25 平均值 0.33 0.106 5.2 217 38 20 六月 最高值 0.48 0.11 6.9 465 69 30 平均值 0.27 0.057 4.4 228 45 20 七月 最高值 0.93 0.089 4.3 202 84 35 平均值 0.37 0.083 3.9 137 46 20 八月 最高值 0.76 0.083 5.0 530 350 25 平均值 0.38 0.035 4.0 146 46 20 九月 最高值 0.6 0.19 4.8 283 76 35 平均值 0.35 0.060 4.4 128 39 18 十月 最高值 0.77 0.202 5.2 507 63 29 平均值 0.43 0.084 4.52 149 47 23 十一月 最高值 1.4 0.238 8.2 172 74 30 平均值 0.88 0.146 6.2 111 53 24 十二月 最高值 0.9 0.10 9.6 159 45 35 平均值 0.71 0.05 6.5 75 26 26 全年度 最高值 2.6 0.238 9.6 507 350 35 水質類型 Ⅰ—Ⅴ Ⅰ—Ⅲ Ⅲ—Ⅴ

　　原水水質除受污染的影響因素以外，也隨水溫的變化而發生規律性的變化。根據95年9月6日到97年8月11日之間的原水水質監測結果分析(如圖)：藻類、氨氮指標隨水溫的變化而明顯變化；高錳酸鹽指數隨水溫的變化不太明顯，但同樣也有一定的規律。藻類隨水溫的升高，繁殖能力增強，含量增高；而氨氮指標則隨著水溫的升高而下降，高錳酸鹽指數在水溫較低或水溫較高時(冬、夏兩季)，則含量較高。

　　　　

　　藻類含量較高期集中在5、6、7、8四個月份，累計平均286.61萬個/升，是其他月份平均值的2.47倍，氨氮含量較高期集中在11、12、1、2、3五個月份，累計平均1.22mg/l，最高2.60mg/l，是其他月份平均值的2.96倍。
　　高錳酸鹽指數含量較高期集中在6、7、8、12、1、2、3七個月份，累計平均6.75mg/l，最高8.4mg/l，是其他月份平均值的1.40倍。由此可見，原水有機污染指標隨水溫的變化而具有明顯的變化規律。

2、水處理狀況

　　依靠優良的凈水藥劑，高效、可靠的凈水工藝設施，強化水廠工藝管理，采用凈水過程全面質量控制，是保證和提高供水水質的關鍵；但在以上條件相對確定的前提下，原水水質的好壞，則是影響供水質量的重要因素。針對柿園水廠的原水水質狀況，原水中氨氮、藻類、高錳酸鹽指數是影響水處理難易與否的關鍵因素。
　　原水中氨氮、藻類、高錳酸鹽指數增加，一方面對水處理帶來困難，另一方面使混凝劑、消毒劑的消耗大量增加，使制水成本升高。面對水源水質的變化,常規飲用水處理工藝已顯得力不從心。國內外的實驗研究和實際生產結果表明，受污染水源水經常規的混凝、沉淀及過濾工藝只能去除水中有機物20%-30%，且由于溶解性有機物存在，不利于破壞膠體的穩定性而使常規工藝對原水濁度去除效果也明顯下降（僅為50%--60%）^［1］。
　　根據多年的運行情況分析，其三者的去除率也同樣與水溫有一定的關系。以氨氮的去除率為例：其去除率隨水溫的提高而逐步提高，最高去除率可達到73％，最低去除率為5％；水溫在25℃以上時去除率可達50％-70％，水溫降到15℃以下，氨氮去除率為5％-10％。

3、措施與對策

　　要保證城市供水質量，除加強水源保護，防治水質污染以外，作為城市供水企業，則必須根據原水水溫及水質的變化，采取不同的處理措施。
3.1 強化常規處理工藝
　　強化常規處理工藝，主要是降低濁度、合理加氯和改進運行管理三個環節。降低出水濁度，不僅水中的細菌、病毒及有機物將隨著濁度的降低而降低，而且可去除50％的消毒副產物前體物。根據生產運行情況分析：沉淀池出水濁度在6.0NTU以內，是比較經濟的控制指標。
　　根據以上結果，在水溫較高的5、6、7、8四個月份，藻類含量較高，可采取予氯化的處理方法，使大部分藻類在沉淀池中去除，以減輕濾池等后續處理構筑物的負荷，提高出廠水的質量。而在水溫較低的11、12、1、2、3五個月份，氨氮及高錳酸鹽指數含量較高，則不宜采用予加氯處理，以減少氯與水中存在的有機物質形成三鹵甲烷(THM3)等對人體有害的可疑致癌物可能，而采用粉末活性炭，是處理微污染原水的最有效的方法。
3.2 不同季節 (不同原水水溫)，不同原水水質條件下采取不同的處理措施
　　在常規工藝處理的基礎上，增加深度處理工藝，是解決原水有機污染、提高供水水質的良好舉措。但就我市目前的經濟實力而言，還沒有能力完全進行深度處理。因此，在目前的條件下，要提高出廠水質量，必須根據不同季節不同原水水質條件，采取不同的處理措施。
　　根據生產試驗結果：通過對聚合硫酸鐵、硫酸鋁等混凝劑的生產性投加試驗對比，聚合硫酸鐵適用于低溫、低濁且原水有輕微污染的水質；聚合鋁則適用于原水水溫和濁度相對較高的季節，比如每年的6、7、8等月份。
　　前已述及：在原水藻類較高期，采用予氯化處理，可以取得較好的處理效果，但在原水有機污染較重，高錳酸鹽指數在6.0mg/l以上，氨氮含量在1.0mg/l以上時則不宜采用予氯化處理。2000年5月～2001年6月在鄭州市柿園水廠進行除藻劑(FL45C)的投加試驗，投加量1.0～1.5mg/l，沉淀池出水藻類去除率達70％～80％，出廠水藻類去除率達90％～95％，取得了良好的處理效果。
3.3 進行予處理及深度處理
　　加強工藝管理，保證各工藝環節合理、優化運行，可以降低水中有機物含量。但在原水有機污染嚴重的情況下，只有進行深度處理，才是保證供水水質的有效途徑。
　　經過近兩年多的生產試驗證明，應用粉末活性炭處理微污染原水具有良好的效果，可大幅度降低水中的色、嗅及致突變活性。在低溫低濁期進行的試驗中，發現投加粉末活性炭，對水中的有機污染指標高錳酸鹽指數具有良好的去除效果，投加量在15mg/l時，去除率可達75％，同時可使出廠水嗅閥值降低到0級。今后除繼續搞好粉末活性炭的生產試驗以外，還應逐步開展生物處理-臭氧、活性炭及常規處理組合工藝的試驗研究。
3.4加強原水水質監測
　　原水水質監測的及時率和準確性，是保證水處理各工藝環節安全、合理運行的基礎。要使供水水質真正達到指標要求，必須能正確分析規定的水質項目，并進行確切的評價，找出供水水質存在的問題，從而提出對策^［2］。《城市供水行業2000年技術進步發展規劃》從水源水質、水質處理、配水管網等幾個方面論證了實現水質目標的必要性和可行性，為我們加強水質監測分析提出了目標和方向。
總之，實行完善的原水水質監測體系，提高監測資料的統計分析水平，探討原水水質的變化規律及對水處理的影響，是實現全面質量管理的一項重要保證。

參考文獻
1： 王占生 劉文軍， 微污染水源飲用水處理 ， 中國建筑工業出版社 1999
2： 汪光燾等， 城市供水行業2000年技術進步發展規劃， 中國建筑工業出版社 1993