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方卫国:城市供水备用水源优质供水的探讨

时间:2020-02-12 13:30

来源:《城镇供水》

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近年来不少地区水资源短缺,取水河段污染事件频发。2005年底松花江污染事件、广东北江镉污染事件、2006年江苏长江扬中硫酸船沉没事件、2011年“杭州新安江苯酚污染事件”、2012年“广西龙江镉污染事件”、2014年“钱塘江两次水质异味事件”、2017年“浦阳江诸暨段化工桶掉江事件”等均造成了不同程度的社会影响。上游城市工业发展状况、水污染治理状况直接关系到下游水质,使城市供水系统的脆弱性日益显现。因此,城市供水单一水源,已无法满足需求,一旦水源地发生污染,将严重影响城市生产和生活。为此国家先后出台了备用水源相关规定。

湘湖备用水源地建设的必要性及其概况

杭州萧山水司2018年供水能力已达140万 t/d,目前萧山水司已建成5座水厂,5个水厂的取水水源均为钱塘江水系。其中一、二、三水厂的取水口在三江口(钱塘江、富春江、浦阳江三江交汇处),南片水厂及江东水厂的取水口在石门沙富春江,两地相距约5公里。如果该河段遭到污染,将给城市供水带来灾难性的影响。

20世纪90年代末,萧山区政府设立湘湖为备用水源。湘湖备用水源位于湘湖风景旅游景区内,企业较少,无工业废水排放,周边农户生活污水经简易处理后间接排放湘湖;之后政府逐步加强湘湖备用水源保护力度,不断发布各类规定,以加强湖湘水质保护。湘湖应急备用水源及扩建工程建成后,湘湖总的集水面积达到15.74 km2,湘湖水域面积达到 6.1 km2,其中应急备用水源地集水面积、及水域面积分别约为10.7 km2和3.2km2。湘湖水系相对独立,正常蓄水位4.5 m,推荐湖区平均水深采用 2.5 m,与外围河网建节制闸控制。湘湖应急备用水源扩建工程与现状湘湖连通,同时建有5 座节制闸与周边河网节制,其中定山闸为主要引水闸,其余节制闸闸门宽度根据规划河宽要求配套相应闸宽,节制闸闸底高程与湘湖平均湖底高程基本一致。

备用水源建立以来,前后启用过8次。每次湘湖取水泵站的开启,均有效缓解了原取水泵站停运所带来的供水影响。为提高湘湖备用水源的供水量, 对湖湘进行多次改造。整个湘湖作为萧山区的应急备用水源,相当于总库容2 310万 m3的水库,可为萧山全区提供7 d的饮用水量。2018年12月因DN2200源水管割接,有计划的启用湘湖原水,启用时间约为10 h,使用效果良好。2018年湘湖应急备用水源地基本信息详见表1。

表1 湘湖应急备用水源地基本信息

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城市备用水源地存在问题

在启用湘湖备用水源中存在以下问题:(1)湘湖备用水源因较少使用,存在管道中存积死水现象;(2)湘湖备用水源水虽基本符合《地表水环境质量标准》GB 3838-2002 Ⅲ类标准要求,据2018年数据显示,湘湖pH值高于三江口原水pH均值;湘湖氨氮、铁、高锰酸盐指平均值均高于三江口原水;湘湖总磷均值为0.05 mg/L,三江口总磷均值为0.06 mg/L;综合分析,湘湖原水水质相比于三江口原水欠佳。究其原因,首先湖泊水体流动性较差,水体自净能力有限,其次,湘湖做为国家四A级景区,周边存在生活和旅游面源污染。

表2 湘湖应急备用水源水质

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备用水源启用水质保障措施

针对以上问题,在2018年12月启用前,供水部门采用三江口原水倒排湘湖备用水源内,反冲管道,多次冲洗彻底排掉管道中死水,通过提前3天倒排三江口原水,进行水体置换,约58.1万 m3三江口原水注入到湘湖备用水源中,使备用水源取水口近距离水体得以替换,远距离水体得到稀释;同时进行换水前后原水水质比对实时掌握原水水质,通过小试试验确定最佳药剂投量、加强厂内生产性试验、启用中加强监控、头部及厂内双重投加粉末活性碳及高锰酸钾复合盐等措施进一步提升水质。

1 换水前后原水水质比对

加强三江口原水注入湘湖备用水源中的水质监测,比对换水前后备用水源水质,确保换水方案的可行性,详见表3。由表3可见:换水后湘湖原水氨氮、铁、高锰酸盐指数、臭和味等指标有较大提升。

表3 换水前后备用水源水质情况比对

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2 小试试验确定最佳药剂投加

在提升湘湖原水水质的前提下,采用投加净水药剂,如高锰酸钾复合盐及活性炭,进一步保障出水质量。常规工艺对铁、高锰酸盐指数等指标的去除效果尚佳,但对湘湖原水藻腥味、土霉味、草腥味的去除效果并不理想。小试试验重点关注对臭和味的去除效果。试验用水为湘湖井圈中水样,因该井圈较封闭,相比与湘湖原水水质略差,对该原水进行高锰酸钾复合盐及粉末活性炭(粉碳)混凝烧杯实验,采用闻测嗅味评价去除效果,确定最佳投加量。

表4高锰酸钾复合盐小试试验

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湘湖原水高锰酸钾复合盐投加1.2 mg/L时,嗅味去除效果最好,浊度最低,但仍有土霉味1级、藻腥味1级。随着高锰酸钾复合盐的增加,土霉味有所升高,且色度较高,水样有明显红色,初步确定高锰酸钾复合盐最佳投加量为1.2 mg/L,具体投加量可根据原水嗅味情况进行相应调整。

表5活性炭小试试验

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编辑:赵凡

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