千島湖優(yōu)質原水對蕭山水廠水處理工藝的影響
國外如紐約、東京等大城市在供水安全保障方面起步早、建設水平高，其核心策略為：依托相對集中的水庫群作為城市的水源地，集中保護，以獲得水質穩(wěn)定、安全可靠的城市水源；多水源、跨地域向城市供水，建庫蓄水，保證城市供水的長期安全。借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，杭州市委市政府規(guī)劃實施杭州市第二水源千島湖配水工程，進一步保障飲用水安全和提升供水水質。
千島湖配供水工程自2014年12月開工建設以來，經(jīng)過建設者5年的持續(xù)奮戰(zhàn)，于2019年9月29日正式通水，這也標志著杭州城市供水格局從以錢塘江為主的單一水源供應，轉變?yōu)榍u湖、錢塘江等多水源供水，杭州百姓用水安全和用水品質得到了極大提升。
由于錢塘江與千島湖水質差別很大，一個屬于水質較差且變化大的開放性河流，一個屬于水質好且穩(wěn)定的封閉型水庫，在切換和混合時必然會對蕭山市各水廠凈水工藝和供水水質造成較大的影響和波動。因此，前期對原水供應新格局進行研究和分析，不僅能掌握新水源的水質情況，更能為凈水工藝的常規(guī)應對和應急處理提供方案。
01 PART 千島湖水源情況
千島湖原水中磷的濃度非常低，大大限制了藻類的大量增殖；有機物含量遠低于國家標準出廠水限制（3 mg/L），對供水處理工藝的要求大大降低；CODMn非常穩(wěn)定，不存在季節(jié)影響，對工藝幾乎沒有影響；原水NH3-N濃度遠低于地表水環(huán)境質量標準（GB 3838—2002）一類水標準（0.15 mg/L），完全切換水源水質，原水NH3-N濃度將下降96%。
綜上，千島湖水質遠遠優(yōu)于蕭山區(qū)現(xiàn)有水源，引入千島湖原水后將極大提升原水水質，減輕供水水質隱患。
02 PART 對供水水廠的影響
2.1 低溫低濁的影響
目前，蕭山區(qū)各水廠所取水源錢塘江為江河水，水質特點是水質波動大、有機物指標略高、泥沙含量高；而千島湖原水則是湖庫水的典型代表，水質清潔、穩(wěn)定。目前，水廠原水進廠后，全部采用混凝-沉淀工藝，對于這種工藝來說，適當?shù)母邼岫人懈玫幕炷恋硇Ч斣疁啙岫冗^低時，可能發(fā)生低溫低濁的情況。
經(jīng)水廠調研實證，三江口水源取水的水廠目前不存在低溫低濁情況；千島湖取水的某縣級水廠，在冬季有低溫低濁情況出現(xiàn)。輸配水工程建成后，千島湖原水經(jīng)過100多km的地下管道運輸，引入蕭山區(qū)水廠取水口與三江口原水，如果按3∶1的比例混合，在冬季2月時，原水最低溫度將會比原來略有升高、渾濁度略有降低。因與高濁度江水混合使用，處理難度低于目前的千島湖水廠。
目前，蕭山主供水廠已有較先進的臭氧活性炭深度處理工藝，有砂濾池和炭濾池的雙重保障，炭濾池中含有一定的嗜低溫種群，對低溫環(huán)境有一定的適應性。國內(nèi)有生物活性炭濾池直接過濾處理低溫低濁水的研究，當混合使用千島湖水后，預計能夠應付溫度和渾濁度的波動。
2.2 對藥劑投加的影響
2.2.1 對消毒劑投加的影響
在水處理中，為了氧化水中的有機物并殺滅細菌，需消耗的氯量被稱為需氯量。加氯量的多少首先要保證殺死原水中的細菌和大腸桿菌；其次，還需維持一定的剩余氯，用來抑制水中殘留細菌的再度繁殖。由下表可知，千島湖取水口原水不僅滿足地表水Ⅰ類，還滿足生活飲用水的衛(wèi)生標準。
由于千島湖原水中的細菌和大腸桿菌含量非常低，蕭山區(qū)水廠在引入千島湖原水后，可以減少消毒劑投加，逐步開展精準加氯，以此極大提升飲用水品質。
糞大腸菌群是總大腸菌群的一部分，存在于溫血動物腸道中，能夠真實地代表水體受糞便污染的程度，糞大腸菌出現(xiàn)，意味著有疾病傳播的風險。千島湖取水口原水不僅滿足地表水Ⅰ類，還滿足生活飲用水的衛(wèi)生標準。
在水處理中，為了氧化水中的有機物并殺滅細菌，需消耗的氯量被稱為需氯量。加氯量的多少首先要保證殺死原水中的細菌和大腸桿菌；其次，還需維持一定的剩余氯，用來抑制水中殘留細菌的再度繁殖。由于千島湖原水中的細菌和大腸桿菌含量非常低，蕭山區(qū)水廠在引入千島湖原水后，可以減少消毒劑投加，逐步開展精準加氯，以此極大提升飲用水品質。
2.2.2 對礬耗、氯耗的影響
使用千島湖原水后，礬耗大幅下降，考慮到深度處理工藝有臭氧輔助消毒，只需在清水池處有一道后加氯，氯耗就會相應的下降，但是氯耗的調整還需考慮管網(wǎng)末梢的狀況，綜合考慮，氯耗會有所降低。同時，制水廠是企業(yè)經(jīng)營，節(jié)能降耗是重要的考核依據(jù)，從這個角度來說，水廠經(jīng)濟壓力將會減輕。
2.3 高水質水源對供水管網(wǎng)的影響
水源周期性切換后，短時期內(nèi)水中離子組分發(fā)生較大變化，極有可能破壞管網(wǎng)內(nèi)管垢表面原有的穩(wěn)定保護層，加速管道腐蝕，促進鐵等金屬元素釋放，引發(fā)“黃水”等問題。對于硫酸根、氯離子等中性離子的侵蝕主要利用拉森指數(shù)。
根據(jù)千島湖原水和蕭山三江口原水2018年數(shù)據(jù)計算，千島湖水源拉森指數(shù)為0.59，三江口拉森指數(shù)為1.19。從拉森指數(shù)來看，千島湖水源的拉森指數(shù)比三江口低很多，水源切換后發(fā)生金屬離子等過量釋放的化學穩(wěn)定性問題的風險較小。
03 PART 結論
(1)實施千島湖輸配水工程，對解決城市供水水源單一、應對突發(fā)水源污染事故能力較低的問題，以及保障飲用水供水安全和改善供水水質有重大意義。
(2)千島湖取水口深層水，在富營養(yǎng)化指標、有機物、無機物綜合指標等各方面均遠遠優(yōu)于現(xiàn)有錢塘江水源，其中，TN濃度低51.9%，TP濃度低83.3%，CODMn低52.1%，NH3-N低96%。
(3)引入千島湖水后，蕭山主供水廠的凈水工藝完全可以應對切換水源可能出現(xiàn)的低溫低濁現(xiàn)象。
(4)隨著優(yōu)質水源的引入及消毒劑減量投加管理，蕭山區(qū)飲用水品質將得到提升。
(5)水源切換后，發(fā)生金屬離子等過量釋放的化學穩(wěn)定性問題的風險較小。
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