瑞士苏黎世市浪格湖水厂净化工艺效果

岳舜琳
上海市自来水公司

　　在富营养化的湖泊水中，藻类产生的微量有机物会增加水的臭味、妨碍絮凝、影响消毒，腐殖物质与氮作用生成三卤甲烷，增加水中氨氮，影响消毒效果，由于有机物的增加会在管道中出现水生物，使管壁滋长细菌膜，残存着浮游动物和微生物堵塞水表、滤网和水龙头所以用湖泊水作水源的净化水厂应设法除藻类及其他水生生物，以防止加氯消毒产生卤代有机物是一个十分重要的课题，本文着重介绍瑞士苏黎世浪格水厂主要应用直接过滤、臭氧活性炭过滤、慢滤池过滤净化工艺生产中除藻和除有机物的效果。

　　一、苏黎世市浪格湖水厂水源一苏黎世湖水质概况

　　苏黎世湖面积68km2，容积34亿m3，湖水最深136m。85%水量来自苏黎南湖，而南湖水则由卫林湖(walen)湖补给，通过利马河泄出流量90m3/s。浪格水厂设在苏黎世湖北端东岸，从湖面下30m处取水，以获得水温低，藻类少的原水。由于汇水区人口密度较大，从农田淋浇下来的肥料、氮、磷等营养物质含量较高，总磷达0.025mg/L，总氮大于0.90mg/L，叶绿素最大达23.5ug/L。藻类繁殖旺盛，以绿藻、金藻、硅藻占优势，隐藻次之、兰藻、甲藻较少。

　　二、水质净化工艺的技术条件

　　该水厂始建于1960年，当时水处理系统由预加氯，微絮凝一直接过滤，慢滤池过滤后加氯等与道工序组成。1967年发生氯酚事故，管网中细菌复苏，用过滤除浮游藻类困难，出现贝壳生物一贻具(Mussel)，因而用户对水质的反映强烈。于是于1975年进一步扩建采用8道水质净化工艺。目前给水量约达2.5万人m3/d。
　　1.预氯化
　　氯和二氧化氯投加在进水管的进口处，主要杀灭贻贝幼虫及藻类，一般加氯后第11天即可杀灭贻贝，加氯量为0.5～1.0mg/L，但有时一月加氯一次约10mg/L。
　　2.微絮凝
　　粉状硫酸储存于2m3储槽中，利用螺旋推进器定量地加到1.5 m3的溶解槽中，用螺杆泵通过剂量阀加到原水中，一般剂量为2.0mg/L。
　　3.中和
　　原水带侵蚀性二氧化碳（游离二氧化碳达3.8～7.2mg/L）用石灰中和使PH=8.0～8.1左右。
　　4.双层滤池过滤
　　双层滤池40个，每池面积45 m2，滤层总厚度1.2～1.4m，其中石英砂0.7～0.9m，粒径0.5～1.0mm，浮石0.5m，粒径1.0～2.5mm。每4天冲洗一次，冲洗强度为水14L/sm2，气19.5 L/sm2。
　　5.加臭氧
　　剂量一般为1.5mg/L，加到双层滤池的水泵出水管中（用水泵将滤池出水提升到活性炭滤池），用涡流混和器进行混和，臭氧与水在接触室内接触时间不少于5分钟。
　　6.活性炭滤池
　　14个滤池，每池面积45 m2，活性炭厚度1.30m，粒径1.6～2.5mm，最大滤速21m/n生产测定证明，是生物活性炭滤池。
　　7.慢滤池
　　14个，每池面积1120 m2，最大滤速0.7m/n。
　　8.出厂水加CIO2，一般剂量0.1mg/L。

　　三、净水效率

　　1.除藻效率
　　1988年进水处每月投氯量达10mg/L，微絮凝投加硫酸铝量1.5mg/L，年平均除藻效率见表－1

　　当原水投加硫酸铝后，经双层滤池直接过滤，可去除>20μm的浮游生物73.9%，2～20μm的浮游生物51.2%，但对于<2μm的浮游生物去除效率，故总去除效率仅有35.3%。经过投加O3，再经活性炭滤池过滤后，>20μm的积累去除率达到97.6%，2 –20μm的则达到87.1%，而<2μm的1.20%上各到68.1%，使总去除率达到82.5%。再往慢滤池过滤后，>20μm的及2～20μm的浮游生物基本上无去除作用，但对<2μm的又进一步去除了20.7%，最终的除藻率为88.4%。
　　是否双层滤池直接过滤不能去除<2μm的藻类？1984 、1986年的资料说明，<2μm的浮游生物，经双层滤池过滤，可分别去除54%和29%，再经加O3，活性炭过滤积累去除率分别达到77.3%和77.0%，活性炭过滤对去除<2μm的效率分别为48%和23.3%，慢滤池效率分别为5.5%和13.7%。

　　1984、1986、1988年累计总除藻率如表－2
　　由此可见，>2μm及2－20μm的浮游生物主要依靠直接过滤及加O3后经活性炭过滤得到去除，而<2μm的则有时需要慢滤池过滤。
　　2.去除溶解性有机物的效率
　　该水厂在除藻过程的同时，也能去除了水中的溶解性有机物，见表－3。

　　　注：DOC——溶解性有机碳　　　　　　　　　AOX——可吸附有机卤素
　　　　POBs——四种多氧朕苯总量　　　　　　　PAHs——六种多环芳炷总量。

　　经双滤层池过滤后，UV消光值从3.1降低到2.5，溶解性有机碳(DOC)毫无降低；加臭氧后，UV消光值从2.5降低到1.0，效果显著；而DOC从1.16降低到1.10，降低极数；再经活性炭过滤后，UV消光值未降低，DOC则降低到0.85；以后再经慢滤池过滤，出厂加CLO，uV消光值及DOC变得不大。为了较为仔细地考查水处理工艺流程中的UV消光值及DOC变化情况，将水厂的1984年，1986～1988年的工艺流程中的UV消光值及DOC变化进行统计结果见表－4。

　　考虑到UV消光值及DOC的分析粘度，凡降低率在10%以下者，很可能是分析误差。为此可认为UV消光值的降低主要靠臭氧氧化，而双层滤池的作用较小，其它工艺则更小。DOC的降低主要靠活性炭滤池的吸附作用或生物氧化分解，其他工艺均无多大作用。
　　由于有时采用原水预加氯，出厂水加入少量CLO2，故出厂水中总三卤甲烷TTHM较原水的0.2μg/L增加2倍，达到0.6μg/L，而总有机卤素几乎不增加。经过8道工序处理，多氯联苯总量PCBs则由6.61μg/L降低到5.07μg/L；6种多环芳烃的总量PAHs则由10.8μg/L降低至8.5μg/L。

　　四、几点看法

　　苏黎世市浪格湖水厂的净化工艺给我们提供了以下几点认识。
　　1.　苏黎世湖水水质虽已富营养化，但按欧洲饮用水水源标准(1953年)，仍属于A段，按我国地面水环境容量标准则属Ⅱ类水源。有机物污染轻微，而他们采取了8道处理工序进行除藻、除有机物，并将TTHM，AOX保持至极低水平，对PCBs及PAHs有一定去除率，故其工艺设计过于安全，重视出水水质。
　　2.　为去除藻类，有采用微滤机再结合常规工艺的，有采用气浮池加常规滤池过滤的；也有采用常规混凝沉淀过滤的，而苏黎世林基水厂则将除藻与水质深度处理工艺一臭氧生物活性炭滤池结合起来，并以慢滤池殿后作保证，尚有借鉴之处。
　　3.　降低水中对紫外吸收有机物的有效措施，是臭氧氧化，而直接过滤次之；降低水中DOC的有效措施是活性炭过滤（结合O3氧氧化），而直接过滤及慢滤池过滤次之。
　　4.　浪格湖水厂采用3道过滤，故其微絮凝所投加的硫酸铝仅2.0mg/I左右，已足以保证其出水水质。当我们借鉴其经验，设计一个湖水处理厂工艺时，可不可增加微絮凝的硫酸铝剂量，而省略慢滤池过滤呢？值得我们进一步研究的问题。