水源水质突发性锰污染的应急处理

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ；Ｅｘｃｅｅｄｅｄ ｓｔａｎｄａｒｄ ｍａｎｇａｎｅｓｅ；Ｐｒｅ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎ；Ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｌｏｒｉｎｅ； Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ
１ 水 厂 概 况 及 水 质 问 题 合肥市某水厂水源水取自位于合肥市西北部的
大房郢水库，水库总库容１．８４ 亿 ｍ３，多年平均年供 水量１．１７亿 ｍ３，库区面 积 １５．８ｋｍ２，控 制 流 域 面 积 １８４ｋｍ２。 其 来 水 主 要 有 径 流 、滁 河 干 渠 渗 漏 水 和 灌 溉回归水，水 质 为 Ⅱ ～ Ⅲ 类 地 表 水，浊 度 不 高、藻 含 量低，氨 氮 值 小。 水 厂 设 计 生 产 能 力 ３０ 万 ｍ３／ｄ， ２００９年１１月２０日以装机１５ 万 ｍ３／ｄ规模生产。由 于管网配套原因，试生产期规模为３万～５ 万 ｍ３／ｄ。 工 艺 流 程 为 ：原 水 → 预 氧 化 接 触 池 → 混 合 絮 凝 池 → 高 密度沉淀池→Ｖ 型滤池→清水池。水处理的特色是 采用池外泥渣回流的方式和投加聚丙烯酰胺。
关键词 地表水源 锰超标 预氧化 液氯 应急
Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ
Ｑｉａｎｇ Ｃｈａｎｇｌｉｎ，Ｓｕｎ Ｙｕｈｕａ
（Ｈｅｆｅｉ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ ２３００１１，Ｃｈｉｎａ）
原 水 锰／ｍｇ／Ｌ ０．５２
滤 后 水 锰／ｍｇ／Ｌ ０．３１
原 水 色 度／度 ２５
滤 后 水 色 度／度 ２５
０．２０

０．０８
２５
１０
０．１０
０．０６
２０
１０
０．８２
０．２８
３０
２５
表 ２ 预 氧 化 接 触 池 投 加 氯 后 的 生 产 运 行 效 果
原 水 锰／ｍｇ／Ｌ １．８８ １．４６ １．１７ ０．９１ ０．７３ ０．６３ ０．５０ ０．３７ ０．４４
根据原水锰有机滤后水锰余氯出厂水锰含量等及时调节前加氯的投加量控制滤后水的锰含量色使出厂水锰01mg在确保不生成三卤甲烷等有害物质的前提下刚一开始可以加大前加氯的投加量减少后加氯的投加量根据处理水质的情况逐步减少前加氯的投加量增加后加氯的投加量直至达到既能有效除锰又能把氯耗控制在一个合理的范围内厂内原水的锰含量比取水口高水厂取水头部距取水泵房吸dn2000溶解锰导致水厂内原水锰含量较取水口高
通过小试，由于 高 效 脱 色 除 臭 剂 含 高 锰 酸 钾 较 少 ，除 锰 效 果 不 理 想 。 ３．２ 高 锰 酸 钾 氧 化 法
水厂 原 水 锰 在 ０．７５～２ ｍｇ／Ｌ 变 化，原 水 有 机 物等的变化也较 大，导 致 高 锰 酸 钾 的 投 加 量 不 易 控 制 ，且 需 要 采 购 并 进 行 生 产 性 试 验 ，对 于 需 要 及 时 解 决的水质问题，时间上不允许 。 ［２］ ３．３ 生 物 固 锰 除 锰 法
由于水厂地处 郊 区，一 些 市 政 排 污 管 道 还 没 有 完 全 建 好 ，水 库 周 边 有 少 量 的 生 活 污 水 、工 业 废 水 排 入 ，通 过 检 测 ，这 些 污 水 、废 水 中 有 时 含 锰 。 ２．２ 水 库 水 中 锰 含 量 的 分 布 及 特 点
对水库周边、取 水 头 部 等 多 点 分 层 取 水 的 锰 含 量进 行 检 测，结 果 表 明，水 库 周 边 的 锰 含 量 低，取 水 头部及其他取水 点 的 表 层 水 锰 含 量 都 较 低、水 库 中
通过上述的调 查 分 析，该 水 厂 原 水 中 的 锰 很 可 能来自水库及周边表层 土 壤 中 的 铁 锰 结 核，２００９ 年
２ ４ 给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１０ ２０１１
１１月份 投 产 时 气 温 较 低，２０１０ 年 ５ 月 底，随 着 气 温 的升 高，水 库 中 的 化 学 需 氧 量 升 高、溶 解 氧 降 低、水 库底泥产生的酸性环境把不溶于水的四价锰溶解， 导 致 水 厂 突 然 出 现 原 水 锰 含 量 、色 度 超 标 现 象 。 ３ 除 锰 方 案 的 确 定 ３．１ 高 效 脱 色 除 臭 剂 氧 化 法
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１０ ２０１１ ２ ３
心 区 域 的 底 层 水 中 锰 含 量 超 标 ，经 过 长 期 检 测 ，锰 含 量在０．１～２ｍｇ／Ｌ 变化。进入 ８ 月 底 ９ 月 初，气 温 略 有 下 降 的 情 况 下 ，原 水 锰 含 量 逐 渐 下 降 ，并 基 本 稳 定在０．１～０．２ ｍｇ／Ｌ。 通 过 ２０１０ 年 ６～１０ 月 份 的 原水锰含量检测 发 现，原 水 锰 含 量 基 本 上 是 随 着 气 温 的 升 高 而 增 加 ，气 温 最 高 的 几 天 ，也 是 锰 含 量 最 高 的 几 天 ，其 变 化 关 系 见 图 １。
图 １ 锰 含 量 与 日 最 高 温 度 的 关 系
２．３ 水 厂 的 地 质 情 况 据 该 水 厂 地 质 报 告 ，水 厂 上 段 地 质 中 含 少 量
铁 锰 结 核 ，铁 锰 质 浸 染 现 象 普 遍 ，层 厚 ５～８ ｍ；中 段 富 含 铁 锰 结 核 ，夹 ３～５ 层 铁 锰 结 核 富 集 层 及 透 镜 体 ，层 厚 ９～１５ ｍ；下 段 中 常 见 １０ｃｍ 左 右 的 铁 锰 结 核 富 集 层 ，层 厚 ４～８ ｍ。 对 水 厂 东 北 侧 表 层 土 检 测 发 现 ，表 层 土 中 也 含 有 少 量 铁 锰 结 核 。 合 肥市的其他两个水源地表层土 中没有铁锰质结 核 。 对 该 水 厂 水 源 底 层 水 检 测 发 现 ，只 要 不 取 到 泥 ，锰 含 量 一 般 在０．１～２ｍｇ／Ｌ，而 取 到 一 点 泥 ，锰 含 量 就 明 显 增 高 ，取 的 泥 越 多 ，锰 含 量 往 往 越 高 。 该 水 厂 厂 区 距 水 库 约 ５８０ ｍ，水 库 中 锰 含 量 偏 高 有 可能来源于地质污染。 ２．４ 厂 内 原 水 的 锰 含 量 比 取 水 口 高
用该方法需要 对 现 有 工 艺 进 行 改 造，增 加 曝 气 设 备 并 进 行 生 物 过 滤 ，需 要 大 量 投 资 ，短 期 内 解 决 不 了出厂水水质问题。 ３．４ 液 氯 氧 化 法
通过小试，液 氯 氧 化 除 锰 有 效。 利 用 在 滤 前 投 加氯的方 式 氧 化 二 价 锰，该 方 法 操 作 简 单、投 量 准 确、易 于 调 节，经 过 对 以 上 的 几 种 除 锰 方 法 比 较，并 综合考虑，选用液氯氧化除锰 。 ［３］ ４ 液 氯 的 投 加 点 和 投 加 量
滤 后 水 锰／ｍｇ／Ｌ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５ ＜０．０５
原 水 色 度／度 ２０ ２３ ２２ ３０ ３０ ３０ ３０ ３０ ３０
滤 后 水 色 度／度 ＜５ ＜５ ＜５ ＜５ ＜５ ＜５ ＜５ ＜５ ＜５
预 投 加 氯 后 ，出 厂 水 浊 度 、色 度 比 滤 后 水 大 的 问 题得到解决。除 锰、消 毒 的 氯 耗 与 锰 含 量 的 变 化 情 况见图 ２。 理 论 上 氯 耗 应 随 着 锰 含 量 的 增 高 而 增 加，但由于原水有机物含量波动，ＮＨ３—Ｎ 在 ０．０５～ １．２０ ｍｇ／Ｌ、ＮＯ ２－ —Ｎ 在 ０．００１～０．１４ ｍｇ／Ｌ、臭 味 在 Ⅰ～Ⅲ 级变化，导致图２ 中 氯 耗 与 锰 含 量 的 变 化 关 系较为复杂。 从 图 ２ 可 知，锰 含 量 为１．５ｍｇ／Ｌ时， 氯耗 为 １２．９ｇ／ｍ３，其 中 主 要 用 于 除 锰 的 氯 耗 为 １０ ～１２ｇ／ｍ３ ，用 于 调 节 出 厂 水 余 氯 的 滤 后 氯 耗 为１～３ ｇ／ｍ３，氯耗较高，这 是 由 于 实 际 生 产 中 把 出 厂 水 的 锰 、色 度 降 低 到 痕 量 ，通 过 控 制 出 厂 水 的 锰 含 量 在 ０．０５～０．１ ｍｇ／Ｌ，色 度 在 ５～１５ 度 ，可 以 寻 求 液 氯 的 最 低 单 耗 ，液 氯 除 锰 的 单耗还有降低的空间。液 氯 除 锰 的 生 产 运 行 表 明 ，该 方 法 可 以 在 水 厂 发 生 突 发 性锰含量增高 、水 发 黄 ，感 观 性 较 差 的 情 况 下 直 接 用 于生产，效果好、工艺简单、易于操作、适应能力强。
水厂投产时生 产 正 常，进 入 ２０１０ 年 夏 季 时，突 然 出 现 出 厂 水 浊 度 、色 度 比 滤 后 水 浊 度 、色 度 大 的 不 正常现象。针对 此 问 题，最 初 采 取 的 措 施 是 增 加 滤 后 氯 的 投 加 。 运 行 结 果 表 明 ，出 厂 水 浊 度 、色 度 变 得
比滤后水浊度、色 度 更 大。 经 化 验 检 测 发 现 原 水 锰 超 标 ，出 厂 水 锰 浓 度 也 略 大 ，经 过 研 究 、分 析 ，出 厂 水 浊度、色 度 比 滤 后 水 大 的 原 因 是 由 于 原 水 中 含 有 Ｍｎ２＋ ，该水厂原来 仅 在 滤 后 投 加 氯，导 致 溶 于 水 的 二价锰在滤后被加入的约 ３ ｍｇ／Ｌ 的 氯 氧 化 为 不 溶 于水的四价 锰 而 使 出 厂 水 的 浊 度、色 度 增 加 。 ［１］ 为 此 ，必 须 及 时 采 取 有 效 的 除 锰 措 施 。 ２ 原 水 锰 来 源 的 调 查 分 析 ２．１ 生 活 污 水 、工 业 废 水
水源水质突发性锰污染的应急处理
强昌林 孙玉华
（合 肥 供 水 集 团 有 限 公 司 ，合 肥 ２３００１１）
摘要 为了去除某净水厂突发 超 标 的 锰 和 色 度，采 取 了 在 预 氧 化 接 触 池 投 加 氯 的 措 施，实 际 运 行 结 果 表 明 ，该 方 法 效 果 好 、工 艺 简 单 、易 于 操 作 。 同 时 也 查 找 了 原 水 锰 的 来 源 ，提 出 了 应 对 建 议 ，供 净水厂设计运行时参考。
理论上 每 氧 化 １ ｍｇ 二 价 锰 需 要 １．２９ ｍｇ 液 氯，实际上由于原水有机物、ＮＨ３—Ｎ 等耗氯物质较 多，液氯用量 大 于 理 论 值。 在 预 氧 化 接 触 池 投 加 氯 前 、后 的 生 产 运 行 效 果 见 表 １ 和 表 ２。
表 １ 预 氧 化 接 触 池 投 加 氯 前 的 生 产 运 行 效 果
该水厂现有工艺预氧化接触池已有液氯的投加 系统，投 加 点 定 在 预 氧 化 接 触 池，确 定 方 案 后，启 用 高密度沉淀池的 预 氧 化 接 触 池 液 氯 投 加 系 统，进 行 前 加 氯 ，同 时 减 少 滤 后 氯 的 投 加 。 根 据 原 水 锰 、有 机 物、ＮＨ３—Ｎ、滤后水锰、余氯、出 厂 水 锰 含 量 等 及 时 调节前加氯的 投 加 量，控 制 滤 后 水 的 锰 含 量、色 度， 使 出 厂 水 锰 ＜０．１ ｍｇ／Ｌ、色 度 ＜１５ 度 。 在 确 保 不 生 成三卤甲烷等有 害 物 质 的 前 提 下，刚 一 开 始 可 以 加 大 前 加 氯 的 投 加 量 ，减 少 后 加 氯 的 投 加 量 ，根 据 处 理 水 质 的 情 况 ，逐 步 减 少 前 加 氯 的 投 加 量 ，增 加 后 加 氯 的 投 加 量 ，直 至 达 到 既 能 有 效 除 锰 ，又 能 把 氯 耗 控 制 在一个合理的范围内 。 ［４］ ５ 生 产 运 行 效 果
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｄｏｓｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐｒｅ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｔａｎｋ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｔｈｅ ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｍｏｒｅ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ａｎｄ ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｗｅｌｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ．Ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｆｏｕｎｄ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｏｆｆｅｒｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ ｄｅｓｉｇｎ．
水 厂 取 水 头 部 距 取 水 泵 房 吸 水 井 ５１０ ｍ，敷 设 ２ 根 ＤＮ ２ ０００ 的 原 水 管 ，该 水 厂 供 水 量 约 ３．８ 万 ｍ３／ｄ，管 内 流 速 仅 ０．０７ ｍ／ｓ，远 小 于 不 淤 流 速 ０．６ ｍ／ｓ，导 致 原 水 管 内 淤 积 污 泥 。 经 检 测 原 水 管 道 淤 泥 里 含 有 较 多 有 机 质 ，气 温 高 时 管 道 水 中 溶 解 氧 降 低 ，化 学 需 氧 量 升 高 ，有 机 质 在 一 些 厌 氧 细 菌 的 化 学 分 解 下 ，产 生 一 种 酸 性 环 境 ，铁 锰 结 核 在 这 样 的 环 境 中 易 溶 解 ，由 四 价 不 溶 锰 转 化 为 二 价 溶 解 锰 ，导 致 水 厂 内 原 水 锰 含 量 较 取 水 口 高 。