地下水源高锰-高氨氮污染风险研究和应急处理技术

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1、地下水源高锰高氨氮污染风险研究和应急处理技术　　摘要：基于M市的E厂、F厂水源地管井水质状况的介绍，展开了对高锰、高氨氮污染风险分析，以M城市地下水源水厂现有工艺为基础，提出建设以高锰酸钾氧化+砂滤为核心的高锰、高氨氮应急处理系统。关键词：高锰酸钾氧化+砂滤；高锰、高氨氮应急处理；去除效果中图分类号：TG337.4文献标识码：A文章编号：我国很多城市地下水源水厂采用单一的消毒处理工艺，该工艺对细菌类污染物具有较好的处理效果，对氨氮、有机物等也有一定的控制作用，但是对铁、锰等污染物的去除效率较低，不能满足高氨氮、高铁锰条件下净水的需要，存在较大的安

2、全隐患。很多城市尚未制定完善的地下水源地管井水质监测制度，缺乏完整的管井水质监测资料，对管井水质的污染特征、污染强度的调查研究较少，无法为地下水污染的控制、管理提供足够的依据。1某市水质基本特征52006年、2011年分别对M市的E厂、F厂水源地管井水质状况进行了监测分析，取样数超过可利用管井总数的80%，检测指标包括铁、锰、浊度等21项主要水质指标，结果显示，两厂水源地管井水质状况具有较强的相似性。两厂管井不同水质指标含量差别较大。根据水质指标的超标率、超标倍数以及对水厂工艺的影响，可将主要水质指标分为超标因子、临界因子和微量因子三类。其中，超标

3、因子主要包括锰、铁、氨氮、亚硝氮，尤其以锰污染最为严重，超标率在60%以上；临界因子主要包括浊度、pH值、色度、溶解性固体和氟化物，超标倍数较小;微量因子包括氰化物、六价铬、锌、汞等，此类因子含量低，且多数处于未检出水平，常规状况下不存在安全隐患。2高锰、高氨氮污染风险分析从对2006-2011年E，F厂进厂原水水质监测结果的统计来看，锰、亚硝酸盐是水厂原水主要超标因子，但超标率低(低于10%)，超标倍数小(低于国家标准2倍)，水厂现行工艺可基本满足出水安全的需要；但从E厂和F厂地下水源地管井水质检测统计结果可以看出，地下水源地管井存在严重的锰、铁

4、、氨氮超标的现象，水厂采用的管井优化取用方案使得水厂原水水质得到“改善”，从一定程度上掩盖了潜在的安全隐患。5因此，为进一步查明水源地主要超标因子的污染特征，确定地下水源水厂原水风险特征，对两厂水源地管井中氨氮、亚硝氮、铁、锰及有机物进行了为期一年的连续监测，结果如表1所示。表中括号内为管井全开时污染物的最大负荷预测，由可利用管井产水能力及污染因子最大检测值推算所得。表1E厂、F厂地下水源地管井主要污染指标统计（mg/L）综上所述，由于水厂采取了优化管井组合的取水方式，使得进厂原水水质安全性有所提高；但是，从对地下水源地管井主要超标污染物的检测、分

5、析结果来看，地下水源地管井水质存在锰、氨氮及铁、亚硝氮超标现象，尤其以锰、氨氮污染最为严重，地下水源水厂原水存在高锰、高氨氮污染风险，出水安全隐患较高。3高锰、高氨氮污染的应急处理技术3.1试验系统设计根据M城市地下水低浊度的的水质特点，试验系统省去沉淀单元，高锰酸钾与原水混合后，经管式反应器微絮凝后直接进入滤池，系统主要包括配水管路、加药系统、管式反应器、滤柱和反冲洗系。试验原水由管井和集水干管出水配置，以Mn2+为控制指标，在进水锰平均浓度为0.4mg/L和0.7mg/L条件下，研究高锰酸钾氧化+砂滤对污染物的去除效果。53.2试验效果分析（1

6、）进水Mn=0.4mg/L条件下的试验在进水Mn=0.4mg/L的条件下，考察高锰酸钾氧化+砂滤工艺对铁、锰、氨氮、有机物的综合去除能力，主要污染物出水浓度随时间变化规律如图1所示。图1Mn=0.4mg/L时高锰酸钾氧化+砂滤工艺净水效果从图中可以看出，高锰酸钾氧化+砂滤工艺对铁、锰、氨氮的去除效果较好，但对有机物的去除能力有限。（2）进水Mn=0.7mg/L条件下的试验高锰酸钾氧化+砂滤工艺可满足低污染负荷下净水安全的需要，这里进一步提高进水负荷，重点考察高锰酸钾氧化+砂滤工艺对铁、锰和氨氮的去除能力。主要污染物出水浓度随时间变化规律如图2所示。

7、图2Mn=0.7mg/L时出水效果结果显示高锰酸钾氧化+砂滤工艺对铁的去除效果较好，在高锰酸钾投加量充足的条件下，出水铁浓度低于0.05mg/L，且变化稳定；高锰酸钾氧化+砂滤工艺可应对最高进水锰负荷为0.7mg/L，当负荷继续增大时，出水安全风险也随之升高；高锰酸钾氧化+砂滤工艺对氨氮去除能力有限，约为0.5-0.6mg/L，当进水负荷大于1.1mg/L，存在出水安全隐患。（3）工艺处理能力分析5从上述试验结果可以看出，高锰酸钾氧化+砂滤工艺可应对的锰、氨氮最大负荷分别为0.7mg/L和1.1mg/L，且该工艺投资小、启动快、运行简单、管理维护方

8、便，满足应急处理对快速响应的要求，可作为M城市地下水源水厂应对高锰、高氨氮风险的应急处理技术。4结束语本文针对案例城市地下