水庫水因自然污染產(chǎn)生的嗅味、色度及水庫底層存在的鐵和錳，可在常規(guī)水處理工藝基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械通風(fēng)曝氣和投加粉狀活性炭得到良好的處理效果，同時對除濁具有明顯的助凝作用。
綏芬河市第一凈水廠從天長山水庫取水，水庫匯水面積內(nèi)基本上都是中俄邊境林區(qū)，沒有明顯的人為污染。
天長山水庫的總庫容320×104m3，20世紀(jì)80年代末建成初期的水質(zhì)較好，隨著時間的延伸，水庫水受到自然污染，水質(zhì)逐漸變壞，色度大、嗅味嚴(yán)重、鐵和錳超標(biāo)。其原因大致為：
①天長山水庫建在沼澤地上，庫底有很厚的草炭層和植物根莖，進(jìn)入水庫的水也攜帶自然界的有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生了異常的嗅味、色度，也產(chǎn)生腐殖酸和H2S等物質(zhì)。
②微型藻類在水面和水底繁殖，釋放出的分泌物也產(chǎn)生異臭和異味，提高了水的色度。
③水庫水由于自然污染產(chǎn)生的嗅味、色度等隨水溫升高而加重，北方地區(qū)水庫水溫隨季節(jié)變化很大，在0～26 ℃之間。在高溫季節(jié)(7月—8月)，水的色度最高，嗅味最大，通過原有水處理工藝處理后的水燒開后，嗅味嚴(yán)重得無法飲用。
④另外，水庫水中含有鐵和錳，尤其水庫底層含量大。
為了解決上述問題，綏芬河市自來水公司委托哈爾濱自來水集團(tuán)有限責(zé)任公司進(jìn)行工藝改造。通過試驗研究，提出在原有常規(guī)水處理工藝基礎(chǔ)上增加機(jī)械通風(fēng)曝氣塔曝氣和投加粉狀活性炭，取消原預(yù)投氯工藝。
水處理效果
通過三年多生產(chǎn)運行，這一工藝流程的水處理效果很理想(見表2)。
| 項目 | 源水 | 原工藝濾后水 | 改造后工藝濾后水 |
| 濁度(NTU) | 11 | 4.8 | 0.5～0.8 |
| 色度(倍) | 88 | 36 | 5～9 |
| 嗅味(級) | 5 | 2 | 0 |
| pH值 | 6.7 | 6.5 | 6.7 |
| 耗氧量(KMnO4)(mg/L) | 10.4 | 3.4 | 1.8 |
| 鐵(mg/L) | 2.71 | 1.33 | 0.1～0.22 |
| 錳(mg/L) | 0.73 | 0.68 | 0.04～0.05 |
機(jī)械通風(fēng)曝氣的處理效果
對于水中由溶解性氣體和揮發(fā)性物質(zhì)引起的異臭，可用曝氣方法去除。曝氣可將水中的H2S全部去除，對水中的藻類和有機(jī)污染物產(chǎn)生的異臭可去除大部分，曝氣還可去除部分產(chǎn)生異味的物質(zhì)。
為提高曝氣效果，選用了機(jī)械通風(fēng)曝氣塔［淋水強(qiáng)度為65m3/(m2·h)，曝氣強(qiáng)度為650m3/(m2·h)］。在7月—8月的高溫季節(jié)，原水嗅味為5級，曝氣后可達(dá)到1級；冬春兩季水溫低，水的嗅味為2～3級，曝氣后為零，故在低溫季節(jié)也可以采用機(jī)械通風(fēng)曝氣塔曝氣去除異臭和異味。在高溫季節(jié)，曝氣后再投加粉狀活性炭吸附，可進(jìn)一步去除殘留的嗅味，使之為零。
不啟動機(jī)械通風(fēng)曝氣塔時，臭氣從絮凝池、沉淀池液面釋放到空氣中，室內(nèi)有惡臭氣；啟動機(jī)械通風(fēng)曝氣塔后，曝氣塔排氣到室外，室內(nèi)再嗅不到臭氣。
通過機(jī)械通風(fēng)曝氣塔進(jìn)行強(qiáng)曝氣也可以降低水中的色度。
曝氣增加水中溶解氧，為在沉淀池和濾池中去除水中的鐵和錳提供了必要的氧化條件。
粉狀活性炭的性能與作用
將粉狀活性炭在炭漿槽中制成炭漿，投加到源水中充分混合，在絮凝池和沉淀池中吸附水中產(chǎn)生色度、異味和曝氣后殘留的異臭物質(zhì)，粉狀活性炭顆粒與在絮凝池中生成的絮凝物結(jié)合在一起，在沉淀池中沉淀或在濾池中被截留，從而達(dá)到去除色度、異味和異臭的目的。
粉狀活性炭可季節(jié)性投加，在污染嚴(yán)重時投加，在污染較輕時可不投加。
粉狀活性炭的吸附具有選擇性，對某些有機(jī)污染物質(zhì)有良好的吸附作用，而對另一些物質(zhì)的吸附作用很弱。不同廠家、不同品種、不同原料和不同工藝條件下生產(chǎn)的活性炭，其吸附性能和吸附能力大小均不同，所以選擇何種活性炭應(yīng)以源水作吸附試驗后確定。
評價粉狀活性炭的主要指標(biāo)有如下幾點：篩目一般為100～200目，碘值一般≮900 mg/g，亞甲基蘭值≮130 mg/g，比表面積為800～1 200m2/g，后三項指標(biāo)越大越好。
除鐵和除錳
天長山水庫水中含有鐵和錳，底層含量最高，故將底層取水改為中層取水，減小了進(jìn)水中鐵和錳的含量。
曝氣給水中充了氧，溶解氧可達(dá)到90%的飽和程度，為氧化水中的鐵和錳提供了氧化劑。實踐證明，曝氣后的水通過絮凝、沉淀，只能去除20%～30%的鐵，大部分鐵和錳都是在濾池中去除的。進(jìn)入濾池中的鐵和錳，大部分都是二價的，其氧化和去除都是在濾膜上完成的，濾膜是完成上述過程的接觸催化劑。
濾膜上鐵和錳氧化物的數(shù)量對接觸催化效率有著重要影響，所以投加粉狀活性炭降低了沉淀池出水濁度，使濾膜上濁度物質(zhì)的比例減少，鐵和錳的氧化物占據(jù)比例增多，從而提高了濾膜的接觸氧化效率，亦提高了水中二價鐵和二價錳的去除效果。投加粉狀活性炭也可以吸附水中部分二價錳，在沉淀池和濾池中去除。
曝氣和粉狀活性炭的助凝作用
曝氣可直接去除源水中大部分揮發(fā)性物質(zhì)，其中有揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)和H2S等還原劑。另外，通過機(jī)械通風(fēng)曝氣后，水中溶解氧含量高，可氧化分解水中部分有機(jī)物，從而使水中膠體脫穩(wěn)，有助于混凝劑絮凝，提高沉淀池和濾池除濁效果。
粉狀活性炭的微粒具有很強(qiáng)的吸附能力，在混凝劑的絮凝過程中起到助凝劑的架橋作用，增強(qiáng)了絮凝效果。粉狀活性炭比重大，吸附在絮狀物上可增加絮狀物的密度和比重，增大絮狀物的沉淀速度，提高了沉淀池的除濁效果。
通過機(jī)械通風(fēng)曝氣和投加粉狀活性炭后，沉淀池出水濁度降低了1～3 NTU左右，尤其對于低溫低濁水和水庫水的絮狀物密度較小的水質(zhì)來講，其助凝作用尤為顯著。
結(jié)論
①水庫水因自然污染產(chǎn)生異臭、異味和高色度是一種十分普遍現(xiàn)象，而且隨溫度增加而越發(fā)嚴(yán)重。
②在常規(guī)水處理工藝基礎(chǔ)上，增加機(jī)械通風(fēng)曝氣和投加粉狀活性炭處理受自然污染的水庫水，其去除色度、異臭、異味、鐵和錳等的效果良好。
③粉狀活性炭對絮凝過程具有助凝作用，改造后的工藝可使沉淀池出水濁度降低1～3 NTU。
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