三峡库区水华特征及原水处理技术探讨

《资源节约与环保》2014年第5期科技论文与案例交流科技论文与案例交流摘要：三峡库区作为国家战略水源地，通过水污染治理使得水环境质量总体好转，但支流富营养化情况仍明显，20多条主要支流回水区水华年年出现，影响沿线城市的净水厂工艺正常运行，影响城市的供水安全。从提高库区供水安全保障角度出发，本文对库区支流水华特征、含藻原水预警关键指标以及净水厂工艺调控重点进行了综合分析和探讨。关键词：三峡库区；水华特征；预警指标；工艺调控三峡成库以来，带来水流减缓、停留时间长、部分次级河流形成大面积“死水区”等情势变化，造成水体对工企业排放、城市及农业面源污染、水土流失、消落带等引入河流的污染物自净能力减弱，水体中氮、磷等污染物累积浓度高。根据三峡库区水环境2011年、2012年监测数据，尽管2012年同比水质情况有所好转，但库区主要支流的富营养化情况仍明显，富营养化状态的断面比例为7%-37%，中营养化断面比例为58%-85%，每年3至10月库区20多条主要支流回水区出现水华。水体富营养化对供水行业产生较大影响，一方面影响原水水质，严重时会导致出水相关指标超标；另一方面增加制水难度，加重沉淀、过滤工艺负担，严重时将大大影响水厂影响制水规模。但是不同藻类有不同特性，爆发条件、影响程度各不相同，并且处理过程中也有所不同。因此，了解库区藻类水华特征、建立预警系统、研究净水工艺应对措施对于减小藻类水华对水厂运行的影响、保障供水安全有十分重要的意义。1库区富营养化特征分析三峡库区支流富营养化普查结果显示，三峡库区支流水体总体上处于中—富营养水平，局部水域部分时段富营养化水平较高。其中水库蓄水所形成的缓流态是水华发生的直接诱因，而水温、枯水季节低水位则对水华发生时段和表现类型等有一定影响。尽管长江干流部分江段氮、磷含量水平较高，但因其水量充沛、流速较急、水体浑浊度较高的特点，尚不充分具备富营养化发生条件。无论蓄水前、后，在长江干流和支流绿藻和硅藻始终是构成藻类的主要类群。根据文献和资料调研，对长江支流几次典型藻类水华事件进行了对比分析（表1）。表1长江流域典型藻类水华事件对比分析情况简表从2003年6月三峡水库135m蓄水起，库区的部分支流局部河段与库湾每年均有程度不同的水华发生，并呈现如下特点：（1）水华发生的敏感区段随着蓄水位的抬升，向支流的上游河段推进，每次蓄水的新增回水河段是水华发生的最敏感区；（2）形成水华的优势种群基本稳定，另有硅藻型、硅藻一蓝藻型、硅藻一绿藻型、甲藻型等；（3）水华的高发期为每年的春夏季，3—7月为主发期；（4）在156m蓄水期，个别支流曾出现反季节性水华，如2008年春季，大宁河、小江出现蓝藻水华。2预警监测藻类水华发生的条件主要可归结为三类：营养物质、环境因子、水文因子。其中营养物质主要指于氮、磷等水污染物；环境因子主要是指光照、气温等；水文因子主要包括流速、水位等；此外，水体浊度、透明度也是藻类暴发的重要影响因素。由于影响因素繁多，因此确定预警指标，建立预警体系对于保障供水安全有十分重要的意义。在藻类爆发的敏感季节，特别是3至6月，库区处于枯水期，气温回升，库区水流速度缓慢，江面变窄，形成较多浅滩和回水区，部分支流水质季节性恶化，氮、磷、有机物等物质浓度升高，再加上大部分支流浊度低，基本稳定在20NTU以下（甚至低于5NTU），为藻类生长提供条件。此段时间应加强对水质指标如PH、水温、浊度、TP、TN、氨氮、溶解性硅、叶绿素-a等相关指标的监测。当大部分指标都利于藻类生长，则需提高警惕，除了继续加强上述指标检测外，还应提高直接预警指标———藻类密度的监测频率。经过近几年观测，笔者发现藻类密度峰值基本出现在阳光三峡库区水华特征及原水处理技术探讨吕静（重庆水务集团股份有限公司重庆400015）生态环境治理131《资源节约与环保》2014年第5期科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流科技论文与案例交流充足的当天或者第二天发生，而强降雨后藻类密度会显著下降。因此，在做好PH、水温、浊度、TP、TN、氨氮、溶解性硅、叶绿素-a、藻类密度等水质指标的预警监测的同时，还应特别关注气象资料，建立全面的预警体系。3含藻水处理技术要点含藻原水对供水行业的影响主要表现在以下两个方面：原水水质发生变化，严重时造成出水超标，二是增加制水难度，加重沉淀、过滤等工艺负荷，严重时影响制水量。因此，净水厂处理含藻原水主要从降低甚至消除滤池的运行负荷、去除异味以及降低藻毒素影响等方面着手。较理想的方式是尽可能提高前道工序的除藻率，结合藻的种类及密度全流程统筹考虑去除措施。（1）滤网/微滤机预处理：进厂水先用金属或合成纤维编织的微滤机过滤，微滤网一般用孔径30-40μm，滤速为0.5-3.0m/min能有效拦截藻类。机械过滤可以避免化学法时