丹江口水库与密云水库水质对比及对现行工艺的影响分析

２．０７ ｍ－１ ｍｇ－１·Ｌ、２．５ ｍ－１ ｍｇ－１·Ｌ。 这 说 明 两 种 水 源 水 中 的 亲 水 性 有 机 物 较 多 、分 子 质 量 较 低 、芳
香族化合物相对 较 少，从 有 机 物 的 分 级 特 性 和 分 子
质量情况来看也证实了该推论。
１．３ 有 机 物 化 学 分 级 由于水生天然 有 机 物 的 组 成 非 常 复 杂，化 学 特
采用凝胶液相色谱法测量分子质量分级。不同 分子质量在２５４ｎｍ 的吸光度结果如图２所示。
图 ２ 两 座 水 库 表 观 相 对 分 子 质 量 分 级 结 果
由图２可知，密 云 原 水 和 南 水 北 调 原 水 相 对 分 子质量分布总体相差较大。丹江原水的相对分子质 量分布在１ ０００～４ ５００，经分峰后主要有 ５ 个峰（如 图２ａ所 示），其 中 峰 １ 属 于 大 分 子 无 机 胶 体 及 生 物 残留物质；峰２～峰５均属 于 腐 殖 酸 类 物 质；密 云 原 水 ｐＨ 较高，经调 ｐＨ 为７左 右 时，其 相 对 分 子 质 量 分布如图２ｂ所示，相对分 子 质 量 分 布 在 ２５０～６００， 主要为含氮类芳香族化合物。
多的芳香族化合 物 构 造 和 较 强 的 疏 水 性，分 子 质 量
也较大；当 ＳＵＶＡ 值 小 于 ３ 时，水 中 的 溶 解 性 有 机
物相对而言是亲 水 性 的、较 少 的 芳 香 族 化 合 物 构 造
和较低的分子质量。
根据 Ｔａｍｂｏ 等研究结果，当 ＳＵＶＡ 值为２．００～ ３．３３ｍ－１ ｍｇ－１ Ｌ 时，可 以 判 断 该 组 分 主 要 为 腐 殖 质。密云水库水、南水北调原水的 ＳＵＶＡ 值分别为
—
８．３３ １．４２ １．１９ ＜０．０２ ０．０４
总 氮／ｍｇ／Ｌ
０．６５４
３ຫໍສະໝຸດ Baidu１４
１．２
１．４５９
１．９３
１．２２
—
０．７８
—
硫 酸 盐／ｍｇ／Ｌ
氯 化 物／ｍｇ／Ｌ 硝 酸 盐／ｍｇ／Ｌ 叶 绿 素 ａ／μｇ／Ｌ 藻 类／万 个／Ｌ
２７
７．６ ２．３
— —
２６．５
６ １．６ ０．８８ ２６２．１
目前深度处 理 运 行 时 间 还 较 短，系 统 的 运 行 研 究
几天到一两 周，就 会 长 到 原 来 的 样 子。 绿 色 植 物 生
需要经过几年的积累和探索，对后续运行效果还要继续
长需要光照，如 能 在 沉 淀 池 和 滤 池 上 采 取 遮 光 措 施
观察，对活性炭再生等问题，还需要进一步摸索解决。
丹江口水库与密云水库水质对比及对现行工艺的影响分析
孙福强 顾军农 赵顺萍 李玉仙
（北 京 市 自 来 水 集 团 有 限 责 任 公 司 ，北 京 １０００３１）
摘要 南水北调中线工程通水 后，北 京 市 将 面 临 多 水 源 供 水 的 局 面，为 了 保 障 多 水 源 供 水 条 件 下的饮用水质安全，在对比丹江口 水 库 和 密 云 水 库 水 源 水 质 特 征 的 基 础 上，分 析 了 外 调 水 源 对 现 行 水厂工艺的影响：两水库原水疏水性物质不多，因此氯消毒副 产物对水质安全 威胁 相 对 较 小；丹 江 口 水源水中有机物分子质量较高，可以通过混凝沉淀去除，特别 是如 果 增加 预臭氧氧 化 单 元，则 对有 机 物有较好的去除效果，因此丹江 口 水 源 进 京 后，现 行 水 处 理 工 艺（臭 氧—活 性 炭）能 够 满 足 出 水 对 有 机物的要求；但由于南水北调水源的 ｐＨ 较高、浊度较低，来水 后需 试验确 定 合适 的 混凝药 剂 和 投 加 量 ，当 选 择 铝 盐 混 凝 剂 时 还 需 要 检 测 沉 淀 出 水 的 余 铝 浓 度 。
１２．１ １．６ ２．０３ ２４６．３
１１．１ —
５．８５ ２３２．１
１８．７ ０．７
— １０７
Ｍａｌｃｏｌｍ 采 用 ＸＡＤ－８ 和 ＸＡＤ－４ 交 换 树 脂 串 联 技 术 ，根 据 化 合 物 的 极 性 ，成 功 地 将 它 们 分 为 亲 水 与 憎
水碱及中性化合物等几个部分。本文采用的分离方
北京市科委计划项目（Ｚ１１１１０００７４２１１００３）。
越来越复杂。为了保障多水源供水条件下的饮用水 质 安 全 ，需 要 把 握 多 水 源 水 质 特 征 ，对 于 城 市 水 厂 工 艺选择提供技术支持。 １ 水 质 指 标 对 比 分 析 １．１ 主 要 水 质 指 标 对 比
通过对密云水库和丹江口水库的主要水质指标 对比可知，丹江口 水 库 水 的 ｐＨ、氨 氮、硝 酸 盐 氮、总 氮、总磷指标偏高（见表 １）。有 资 料 认 为，总 氮 含 量 高于０．２ｍｇ／Ｌ，磷 含 量 高于０．０２ｍｇ／Ｌ 的 水 体 利 于藻类的生长。特别是在南 水 北 调过程中存在多
８．１６ １～４ １．３ ＜０．０２ ０．０２３
８．０９ １～４ ２．２ ０．０４ ＜０．０１
８．４４ １～４ １．６ ０．０８ ０．０３
８．０９ １～４ １．１ ０．０２ ０．０２１
８．２２ ３．５ １．６６ ＜０．０２
—
７．９８ ０．８５
２ ＜０．０２
３３．５ ５．５ ０．９７ １．１８ ３１．３１
２７．２
９．７ ２．１
— —
个调节水库，当 调 节 水 库 的 停 留 时 间 较 长 时 很 可 能
造 成 藻 类 的 生 长 （在 光 照 、温 度 均 合 适 的 条 件 下 ），影
响输水水质，从 而 进 一 步 影 响 北 京 市 地 表 水 厂 的 正
法为直 接 测 定 各 分 离 树 脂 出 水 的 溶 解 性 有 机 物
（ＤＯＣ）浓度，按各 自 的 对 应 关 系 进 行 定 量 差 减。 具
体结果见图１所示。
ＨｏＢ 憎水碱 ＨｏＮ 憎水中性物质 ＨｏＡ 憎水酸 ＷＨｏＡ 弱憎水酸 ＨｉＭ 亲水性物质
图 １ 三 座 水 库 有 机 物 化 学 分 级 结 果
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
的运行，需要 安 排 大 量 人 工 清 除。 同 时 沉 淀 池 出 水
生物活性炭滤池运行 管 理 方 面 ，积 累 了 一 定 的 经 验 。
堰，滤 池 池 壁 也 有 明 显 丝 状 绿 藻 生 长，人 工 清 理 后，
关键词 南水北调 工艺适应性 有机物分子质量 有机物亲疏水性
为了解决北方 水 资 源 紧 缺 的 问 题，国 家 实 施 了
将会呈现出多样 性 和 复 杂 性，影 响 安 全 供 水 的 因 素
南水北调工程，南 水 北 调 中 线 工 程 是 解 决 北 京 市 水 资 源 紧 缺 的 根 本 措 施 ，对 于 提 高 城 市 供 水 保 证 率 、改 善城市水环境、保 证 经 济 社 会 可 持 续 发 展 具 有 重 要 意义。南水北调 工 程 完 工 后，北 京 市 将 面 临 多 水 源 供 水 的 局 面 ，即 北 京 市 地 表 水 （密 云 与 怀 柔 等 水 库 ）、 丹江口水库水（南 水 北 调）、河 北 四 水 库 水 （岗 南、王 快、西大洋和黄壁庄等水库）、北 京 市 地 下 水 等 将成 为北京市未来的主要供水水源。北京城市供水水源
陶岔取水口水源 ２００４０５ ２００６０５ ２００９０５
密云水库水源 ２００４０５ ２００６０５ ２０１１０６
ｐＨ 浊 度／ＮＴＵ ＣＯＤＭｎ／ｍｇ／Ｌ 氨 氮／ｍｇ／Ｌ 总 磷／ｍｇ／Ｌ
８．２９ １～４ １．５ ０．０６ ＜０．０１
８．４ １～４ １．５ ０．０５ ０．０３
丹江口水库水 １０２ ３．０ ０．５
０
１０４．４
密云水库水 １８５．１ ９．９ ０．９
０
１９２．８
２ 水 质 特 性 对 工 艺 的 影 响 ２．１ 有 机 物 化 合 物 特 性 及 对 现 行 工 艺 的 影 响 分 析
常运行。
１．２ ＳＵＶＡ 值 一般认为，高 ＳＵＶＡ 的有机物是具有不饱和基
团的芳香族类有机物，而低 ＳＵＶＡ 类有机物主要是
亲水性强的小分子类有机物。 根据 Ｅｄｚｗａｌｄ等（１９９３）分 类 标 准［１］，当 ＳＵＶＡ
值（ＵＶ／ＤＯＣ）介于 ４～６．５ ｍ－１ ｍｇ－１ Ｌ 之 间 时，水 中的溶解性有机 物 主 要 是 富 里 酸 和 腐 殖 酸，具 有 较
○ Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｙｗｚｑ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ 收 稿 日 期 ：２０１３－０１－１５ 修 回 日 期 ：２０１３－０１－２２
给水排水 Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．４ ２０１３ ３ ９
表 １ 丹 江 口 水 源 和 密 云 水 库 水 源 常 规 水 质 指 标 对 比
主要水质指标
丹江口水库水源 ２００４０５ ２００６０５ ２００９０５
在深度处理实施过程中也遇到了一些问题，经过 摸索实践，特别是在设备选型、施工管理、臭氧系统运行、
１ 许嘉炯．生物活性炭深度处理工艺的系统选择和应用．给水 排 水， ２０１２，３８（９）：３３～３７
２ 石鲁娜，周圣东．无锡市给水深度处理工 艺 运 行 研 究．见：全 国 给 水 深 度 处 理 研 究 会 ２０１２ 年 年 会 论 文 集 ，２０１２
性 各 不 相 同 ，不 可 能 逐 一 鉴 定 它 们 的 组 分 ，而 只 能 根
据理 化 特 性 将 它 们 分 离 成 不 同 形 态 加 以 研 究。
２７．８
３４．１
３４．５
３６．９
４８．５
６．１ １．８ １．２８ ３７４．８１
５．６ ０．９９ ０．７２ １４．９７
或加盖屋 顶，可 以 有 效 缓 解 这 一 现 象；在 新 建 水 厂 时 ，可 以 考 虑 将 滤 池 或 沉 淀 池 放 在 室 内 。
参考文献
５ 结 语 针对太湖微污染原水的特点，无锡各水厂通过深
度处理改造，不断完善净水工艺，提高对水质变化的应 变能力，有效 解 决 臭 味 问 题，出 厂 水 水 质 也 逐 年 提 高， 耗氧量稳定在１．０～１．５ｍｇ／Ｌ，实现优质供水的目标。
由表２可知，密 云 原 水 的 三 卤 甲 烷 生 成 势 高 于 南 水 北 调 原 水 （前 者 为 后 者 的 １．８ 倍 ）。
表 ２ 两 水 库 原 水 三 卤 甲 烷 生 成 势 情 况
原水
ＣＨＣｌ３ ＣＨＣｌ２ＢｒＣＨＣｌＢｒ２ ＣＨＢｒ３ ＴＴＨＭｓＦＰ ／μｇ／Ｌ ／μｇ／Ｌ ／μｇ／Ｌ ／μｇ／Ｌ ／μｇ／Ｌ
由图１ａ中 可 知，密 云 水 库 原 水 溶 解 性 有 机 物 （ＤＯＣ）浓 度 及 其 各 化 学 分 级 组 分 溶 解 性 有 机 物
４ ０ 给水排水 Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．４ ２０１３
（ＤＯＣ）浓度均稍高 于 丹 江 口 水 库 原 水，且 两 种 水 源 各分级组分的含量相差不大。两种水源亲水性物质 所占 比 例 较 大 （占 ４２％ ～４５％），其 次 是 憎 水 酸 （２５％～２８％）和弱 憎 水 酸 （２０％ ～２２％）；从 憎 水 性 和 亲 水 性 的 总 分 类 来 说 ，两 水 源 均 以 憎 水 性 物 质 （包 括憎 水 中 性 物 质、憎 水 酸、憎 水 碱 ）为 主 （５６％ ～ ６９％），但低于通常值７０％，这 说 明 原 水 受 亲 水 性 有 机物的污染 较 重。 两 种 水 源 相 比 较 来 看，丹 江 口 水 库 水 的 憎 水 酸 （包 括 憎 水 酸 和 弱 憎 水 酸 ）比 例 相 对 较 高 ，亲 水 性 有 机 物 比 例 相 对 较 少 。 １．４ 分 子 质 量 分 级
１．５ 三 卤 甲 烷 生 成 势 消毒 副 产 物 生 成 势 包 括 三 卤 甲 烷 生 成 势
（ＴＴＨＭｓＦＰ）和 卤 乙 酸 生 成 势 （ＴＨＡＡＦＰ）。 这 里 主要检测三卤 甲 烷 生 成 势。 其 检 测 原 理 为：在 保 证 加氯量足够的条 件 下 （一 般 控 制 在 反 应 完 成 时 游 离 余氯为３～５ｍｇ／Ｌ），与 氯 反 应 足 够 长 的 时 间 后，水 样中所能产生的四种三卤甲烷的最大量。