瑞士苏黎士市给水处理

岳　舜　琳
上海市自来水公司

　　瑞士位于北纬46～48度，地处中欧，境内多冰碛湖。年降水量约为1200毫米，水源丰富，苏黎士位于瑞士北部，人口约40万，日供水量约40万立方米，目前泉水供水量2－3万立米／日，地下水是苏黎士的第二水源，沿利马河在HardHof建有地下水水厂，日供水量可达15万立米，苏黎士的第三水源为苏黎士湖Lenng和Moos两湖水厂分别设在湖的东西两岸，供水能力分别为25万和12万立米／日，本文拟介绍湖水厂的水处理。
　　苏黎士湖总面积68平方公里，容积34亿立米，湖水最深135米，两水厂取水口设在湖的北端，都在湖面下30米处取水，水的总硬度为130毫克CaCO3／升。由于集水区域内人口密度较大，从农田淋下来的肥料，氮磷营养物质负荷较高，因之藻类繁殖茂盛，又由于藻类死亡腐烂，消耗一部分湖水溶解氧，有时在深水处形成缺氧区。
　　两湖水厂水处理工艺基本相同、Moos水厂始建于1914年、Lenng水厂始建于1960年，由于1967年发生了氯酚事故；管网中细菌的复苏；浮游藻类过滤困难，贝壳生物贻贝(Mussel)的出现以及用户对水质的反映，故于1975年进一步扩建Lenng水厂；1979年扩建Moos水厂，采用了8道水处理工艺。

　　一、预氧化

　　湖面下30米处的湖水由进水管进水岸边泵房，经一口3级深井泵650米长廊道中的φ1350毫米钢管送至Lenng水厂的配水井。Moos水厂岸边泵房经一口4级深井泵，通过一长370米直径1200毫米的钢管和一根长520毫的渠道送水至Moos水厂，氯和二氧化氯加注在进水管的进口处，以杀灭贻贝的幼虫及藻类。根据测定结果，从开始加氯(0.5～1.0毫克／升)后，贻贝逐步杀灭，直至第14天即可达到完全去除。

　　二、微絮凝

　　从表1可见原水浊度(NTU)为0.35度，而浮游生物达2毫克／升，故净水设备必须考虑去除浮游生物，根据过滤理论水中悬浮物的去除依赖接触凝聚作用，悬浮颗粒包括生物体，必须依靠加入絮凝剂以脱稳。Lenng水厂和Moos水厂均在原水进入快滤池前加入2毫克／升硫酸铝以降低悬浮物的稳定性，使之通过滤池得以去除。
　　遇有石油事故造成水质污染，两水厂将采取投加粉状活性炭措施。

　　三、中和

　　原水带有侵蚀性CO2，具有一定侵蚀性，pH为7.4～7.9，对管道及配件有腐蚀作用。通过中和提高到8.0～8.1，Lenng水厂用石灰液；Moos水厂用NaOH溶液。

　　四、砂滤池过滤

　　Lenng水厂和Moos水厂均采用双层滤池。滤池总高度不一，Lenng水厂共有快滤池40只，每只45平方米。砂层总厚度达120～140厘米，上层用50厘米浮石(1.5～3.0毫米)，下层用石英砂70～90厘米(0.5～1.0毫米)，滤速最大6.3米／时，滤池大约4天冲洗一次，用计算机控制，冲洗强度为50立米／平方米／时(=14升／平方米／秒)，空气强度70立米／平方米／时(=19.5升／平方米／秒)。Moos水厂有两种滤池，12只活性炭滤池，活性炭厚度30厘米，石英砂30厘米，每池面积45平方厘米，另一种滤池每池滤水面积102平方厘米，砂层70厘米，上层用浮石70厘米。

　　五、加臭氧

　　一般臭氧剂量为1.5毫克／升，用来灭活细菌及病毒，氧化部分有机物以及澄清水质，在特殊情况下，臭氧剂量可以提高至数毫克／升或十几个毫克／升。
　　Lenng水厂有6套独立的臭氧组合以及4套空气干燥器及滤器，每套臭氧组合有一只频率转换器(50赫芝转换至350赫芝)，升压变压器具(380/7000伏)，硅胶干燥器，3只管状臭氧发生器，每小时产生O35.35公斤，每一套臭氧组合有一只臭氧加注设备一辐射注入器。
　　Moos水厂有两只灰尘过滤器，两只预干燥器，2只硅胶干燥器，3只升压变压器(380/14000伏)以及3只板状臭氧发生器，每一发生器发生O33.15公斤／时，O3加入到滤后水泵的出水压力水中，利用3只水泵，5只加气管和5只涡流混和器进行混和。
　　Lenng水厂采用高频电流生产臭氧，可节约投资，节省空间并降低运行费用。
　　Lenng水厂有两个O3接触室，每室容积465立米，　Ｍoos水厂有5个接触室（见图1），每室容积94立米，O3加入到水中后，可保证接触时间不少于5分钟。
　　接触室空间的空气以及活性炭滤池上空空气均带有O3，根据测定臭氧发生器出来的气体，Lenng水厂含O3百万分之24500，Moos水厂则含有百万分之22600，接触室及活性炭滤池上空空气的O3，则分别达到百万分之3350及百万分之1525，此种含有O3的空气被送到O3分解器，将O3分解然后排出。
　　O₃分解器由四部分组成：
　　温度控制器——加热器50～70℃——催化反应器Cu+MnO2——排放机——排出O2

　　六、活性炭滤池

　　加有O3的水经过不小于5分钟的接触时间后，进入活性炭滤池，活性炭滤池也可去除水中的剩余氯，剩余O3，并进一步消除水生物以及降低有机污染物。
　　Lenng水厂有12只活性炭滤池，每池滤池45平方米，铺有石英砂40厘米，活性炭130厘米，Moos水厂有5只活性炭滤池，每池面积92平方米，铺有石英砂25厘米，活性炭90厘米，前者滤速最大可达21米／时；后者最大滤速为15米／时（见图1）。

　　滤池周期决定于水头损失，用计算机控制，冲洗时采用空气。Lenng水厂活性炭滤池出水需要用泵提升10米，以便于进入慢滤池。Moos水厂则需在快滤池后用泵提升滤池出水至活性炭滤池，滤池出水泵也可将处理工艺反转过来，即使水先进入慢滤池，然后再经活性炭滤池过滤。

　　七、慢滤池

　　苏黎士市使用慢滤池已110余年，去除水中机械杂质及生物净化作用极好，慢滤池底部有集水砖，其上为卵石层，厚20～30厘米，卵石层上为粒径0.2～2毫米的河砂，厚50－100厘米。
　　Lenng水厂有14座慢滤池，每座滤水面积1120平方米。Moos水厂有15座，滤水面积每只1150平方米，滤速分别为16米／日及9米／日，慢滤池上有顶盖。
　　每隔2－3年滤池需停役清理，去除上层滤砂3厘米。新建的慢滤池可以用洗砂机械在池内清洗滤砂，每10－20年，整个慢滤池内的滤砂需予更换。

　　八、慢滤池出水加二氧化氯

　　为防止细菌繁殖，慢滤池出水需加入0.1毫克／升CIO2以保持水中有0.06毫克／升ClO2。
　　CIO2通过HCI与Na CIO2作用而获得，浓HCI与Na CIO2用泵打到稀释槽分别稀释至7.5%与9%再用泵打到反应柱进行反应，生成的CIO2储存于玻璃钢容器内，用剂量泵投入被消毒的水中。CIO2溶液在投入前稀释10倍，加注点水流需为紊流流态。
　　经加CIO2的水用泵打到清水库中供给用户。

　　从以上介绍可见苏黎士市采用的8道净水工艺的特点是：
　　1.可去除悬浮生物及悬浮颗粒；
　　2.可去除水中以耗氧量，溶解性有机炭，UV为指标的有机物；
　　3.可去除多环芳烃；
　　4.加氯后卤代烷烃的增量很少；
　　5.不能去除多氯联苯；
　　6.pH值保持7.9～8.1，无腐蚀性。