取消
气温攀升、雨季集中的用水高峰期来临,以水库为原水水源的水厂,受自然环境与水文条件变化影响,面临着多重水质、供水运营挑战。本文结合实际制水运营经验,梳理水库原水水厂核心供水风险,并提出科学可行的应对策略,为水厂安全稳定供水提供参考。
一、用水高峰期水库原水的核心水质问题
高温、雨季双重因素作用下,水库水体的物理、化学及生物特性发生显著变化,直接导致原水水质变差,为水厂后续净水处理埋下隐患,主要问题集中在四方面:
1.水体富营养化加剧:高温强光照为藻类繁殖提供了有利条件,加之雨水冲刷将地表土壤、泥沙、腐殖质,以及农田农药化肥、城市地表垃圾等污染物带入水库,大量氮磷营养盐进入水体,极易引发藻类水华。同时伴随藻毒素、土臭素、2-MIB超标,微生物与病原体含量也远超常规标准。
2.水温分层引发水质恶化:气温升高使水库表层水温快速上升,底层水温保持较低水平,形成明显的水温分层现象。水体混合不均导致库底有机质沉降、富集并持续降解,不仅消耗水体溶解氧,还会不断释放氮磷,进一步加速水体富营养化;底层溶解氧耗尽后形成厌氧环境,若水厂取用底层水,将直接面临原水水质极差的问题。
3.铁锰离子溶解性超标:高温会降低水体溶解氧含量,水库自净能力随之下降,若库水长时间未实现有效交换,底层厌氧环境会加剧,使库底固态铁锰转化为溶解性的二价铁离子、二价锰离子进入水体,大幅增加水厂净水处理的难度。
4.水位波动导致水质不稳定:雨季降水量大,水库水位大幅上涨,尤其兼具防汛、农耕灌溉功能的水库,水位波动更为显著。低水位时水库水体稀释能力弱,水质本底差;汛期高水位阶段,原水浊度骤增,水质指标难以控制,水厂处理难度陡升。
二、原水水质问题引发的水厂供水运营风险
水库原水的各类水质问题,直接传导至水厂制水全流程,叠加用水高峰期的需求压力,水厂面临多重运营风险,严重影响供水安全与居民用水体验:
1.高峰保供压力剧增:炎热天气下居民生活用水需求大幅攀升,高峰时段用水量成倍增加。老旧水厂受设计规模限制、设备运行年限较长等因素影响,极易出现满负荷甚至超负荷运行状态,净水工艺、构筑物无法匹配超量供水需求。此外,城乡一体化供水区域管网管线较长,易出现水压不足问题,直接影响居民正常用水。
2.藻类、嗅味指标超标难处理:常规净水工艺对藻类、嗅味的去除能力有限,为应对该问题,水厂需加大混凝剂、消毒剂投加量,部分嗅味严重的水厂还需额外投加活性炭。若未采取有效的预氧化杀藻除嗅措施,极易出现混凝沉淀效果不佳,滤池长藻结板、藻类穿透滤池等问题,最终导致出厂水嗅味明显,消毒副产物超标、细菌指数不达标。
3.铁锰超标引发水质投诉:若水库长期未清淤,库底已形成厌氧环境,水厂仍取用底层水时,极易出现出厂水铁锰超标。这不仅会大幅增加消毒剂消耗量,还会使清水池水体呈现黄褐色,严重时管网水出现红褐色甚至黑色,末梢水余氯含量不达标,引发居民大量水质投诉。
4.汛期浊度暴涨致制水受限:汛期水库原水浊度骤增,且易受外部水体交换带来的交叉污染,水厂难以精准估算药剂投加量,安全制水难度大幅提升,值班操作人员工作压力剧增。同时,原水浊度升高会使污泥排放量成倍增加,对于构筑物受限、工艺处理能力不足的水厂,只能通过减产、减量的方式保障供水安全,难以满足居民高峰用水需求。
三、水库原水水厂供水风险的针对性应对策略
针对上述水质与运营风险,水厂需从源头控污、工艺强化入手,采取分阶段、全流程的应对措施,在提升水质处理效果的同时,保障高峰时段供水能力,具体策略如下:
1.优化取水方式,从源头改善原水水质
有条件的水厂可实施分层取水或通过浮桥调整取水层,避开藻类富集的表层水与铁锰、有机质超标的底层水,从源头降低原水藻类、有机质、铁锰等污染物含量,减轻后续净水处理难度。同时,可联合相关部门对水库开展生态治理,通过清淤、科学杀藻、水质调节等措施,改善水库水体本底环境,从根源上减少水质问题的发生。
2.实施前端预氧化,高效去除污染物
预氧化是应对藻类、重金属、有机质超标最直观有效的前端处理手段,二氧化氯作为高效、广谱的氧化性消毒剂,是该环节的优选药剂之一,其氧化能力强且不会与水体中的腐殖质等物质生成三卤甲烷等致癌消毒副产物,契合预氧化环节的工艺需求。水厂需结合设备现状、原水水质特性,匹配最佳预氧化工艺(注意并非所有消毒剂均可用于预氧化)。在预氧化处理过程中,需重点做好消毒副产物的控制与去除,通过科学调控工艺参数,实现杀灭藻类、氧化重金属、分解有机质的多重效果。
3.强化中端混凝沉淀,提升水质净化效率
根据原水实时水质情况,动态调节水体pH值、优化水力混合条件,同时调整混凝剂配方,配套投加聚合硅酸助凝剂,使混凝反应更迅速、形成的矾花更密实、沉淀更彻底,大幅提升混凝沉淀效果,有效去除水体中的悬浮物、藻类、部分重金属离子,为后续过滤工艺奠定基础。
此外,增设微滤机、气浮机、膜处理设备或开展深度处理,以及更换石英砂、锰砂、活性炭滤料等方式,也能有效解决上述水质问题,但从经济性、现场操作性、日常管理难度等方面考量,这类措施对大多数中小型水厂而言适用性较低,需结合水厂实际规模与运营预算综合评估。
四、核心原则:解决问题的同时规避新风险
水厂在制定与实施风险应对策略时,需坚守 “标本兼治、风险前置” 的核心原则,在解决现有水质、供水问题的同时,充分考量工艺调整、药剂投加带来的潜在影响,如消毒副产物生成、设备负荷增加、运行成本过高等,避免因单一措施调整引发新的供水风险。唯有结合水库原水特性与水厂自身运营实际,制定定制化、全流程的解决方案,才能实现用水高峰期的安全、稳定、优质供水。
齐力科技拥有30年制水行业实战经验,可根据各水厂的原水特点、工艺设备、运营规模,量身打造专属的供水风险解决方案,为水厂高峰期安全供水保驾护航,欢迎各界客户来电咨询合作。