重大赛事水质应急保障措施：办好杭州亚运 提升城市水质
导读：水是生命之源、生产之要、生态之基，随着人民生活水平的提高和水质标准的提升，人民群众对饮用水水质越来越关注，要求也越来越高。今年是亚运保障年，杭州萧山作为亚运主阵地，涉及亚运会重大赛场、文体中心、酒店、医院共计32个。提升水质护航杭州亚运盛会，是萧山供水的主要使命担当。杭州萧山水源目前有两个，分别为钱塘江、富春江、浦阳江的三江交汇处（三江口），以及富春江取水口，备用水源为湘湖，但近年来原水突发事件频发，高pH、咸潮、藻类对水厂生产运行造成一定压力，如何保障亚运重大赛事的供水安全已迫在眉睫。本课题主要针对钱塘江原水凸显问题，如高pH、高藻、咸潮等，通过实验室小试结合生产性试验，提供切合生产实际的应急处置措施。同时，提高原水突发情况预警及处置能力，瞄准龙头水水质达标，展开水质监测网。通过全过程的水质监测预警，线上线下联合三级监测模式等管理措施，加强原水、出厂水、亚运场馆及保障宾馆的管网水质及二次供水的监测，严把水质关，提升亚运会期间饮用水安全保障能力和饮用水品质。
1 水质提升目标及现状
1.1杭州亚运会期间的水质提升目标
（1）针对原水高pH、高藻、咸潮等凸显问题，优化水厂内部应急净水药剂，如CO2调节原水pH技术，酸化聚氯化铝投加工艺等。开展水厂生产性试验，提出原水突发情况时的应急处置方案，保障原水突发情况下的出厂水质优质。
（2）瞄准亚运场馆龙头水质，开展从龙头到源头的水质监测网。加强水厂智慧化管理，自动化水处理工艺过程控制，强化水厂、管网运营管理能力，制定高效可行的亚运水质保障方案，确保亚运会期间供水安全优质。
（3）对标新国标，开发土臭素、2-甲基异莰醇（MIB）等臭味物质监测方法，提升实验室监测能力和水平。针对萧山原水藻嗅水质特征，提出异味处置保障方案，降低居民异味投诉率。
1.2目前水厂的处理工艺流程
目前萧山其中A水厂采用常规水处理工艺流程，其余3座水厂均采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺流程，工艺流程如图1~图2。
图1 常规水处理工艺流程
图2 臭氧-生物活性炭深度处理工艺流程
2 水质提升保障措施
2.1采取调节原水pH，保障出厂水质
当三江口原水受藻类、高温天气等影响时，pH会随着季节有较大幅度的波动。当pH较高时，混凝效果将受到影响，同时造成出厂铝偏高。针对高pH问题，在萧山两座水厂采用调节原水pH的应急措施，其中A水厂采用的是常规工艺，在厂内采取CO2投加装置调节进厂原水pH，同时强化混凝。研究表明：
（1）CO2注入水产生碳酸是一种环保型酸化剂，调节出水pH可操控性强。当连续4 h（两次人工检测）进厂原水pH值≥7.8时，应立即启动CO2投加设备，高温或高藻期应连续投加，且出厂水不受原水pH的波动影响，能够稳定、有效控制水中pH。
（2）CO2调节pH控铝的方式，从满足优质供水要求、投加曲线、人工经济成本等综合考虑，相对安全、可靠、效果显著。沉后水目标pH值设定为7.4较合理，出厂铝可控制在0.1 mg/L以内，远低于国标限值（0.2 mg/L），保障出水水质安全优质。
（3）从经济性分析，CO2调节酸碱在保证出水浑浊度的情况下，可明显降低水厂混凝剂的投加量，同时也减少了污泥的产生量，降低了制水成本，半年可减少成本30万元。
B水厂采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺，采取酸化聚氯化铝投加工艺，通过人为降低聚氯化铝的pH，实现厂内降低原水pH，解决出厂铝偏高的问题。小试试验采取4种不同的絮凝剂，分别为pH值为3.46的硫酸铝（1号）、pH值为2.30的聚合氯化铝（PAC）（2号）、pH值为2.86的PAC（3号），pH值为4.20的PAC（4号）进行小试试验，小试结果如表1~表2所示。
表1试验原水水质
表2不同种类絮凝剂的混凝试验结果
综上，pH值为2.3的PAC，混凝效果相对较好，当投加40 kg/kt时，浑浊度由6.73 NTU降低为0.736 NTU，pH值由8.57降低为6.98，沉后水铝质量浓度降低至0.164 mg/L，整体混凝、降pH控铝的效果相比硫酸铝及其他PAC效果较好。
在萧山水源地采取水质水量监测预警系统，针对高藻期产生的异味问题，开展高锰酸钾、活性炭等多重应急投加措施，保障进厂原水水质稳定达到地表水Ⅱ~Ⅲ标准。2022年9月高藻期间，藻类数量为1.0×106~2.88×107个/L，均值8.22×106个/L，优势藻类为蓝藻，属于中富营养至富营养状态。复旦大学曾经研究了藻类和蓝藻及藻毒素浓度间的关系，提出了建立饮用水水源和饮用水中藻类和蓝藻的限值，其研究推荐值如表3所示。
表3 饮用水源及饮用水中藻细胞的限值
表4 藻类去除小试试验
由表4可知，水源为三江口原水，头部投加高锰酸钾质量浓度为0.2 mg/L，活性炭为15 mg/L。常规工艺前后加氯量互调，前加氯适当增加为3 mg/L，后加氯为1 mg/L，深度水工艺前加氯为2 mg/L，沉后水余氯控制在0.1 mg/L。深度水工艺前后臭氧投加量为0.6~1.0 mg/L，PAC投加量为15~20 mg/L，常规工艺水厂藻类去除率为97.3%~98%，深度水工艺水厂藻类去除率为99.6%~100%，如图3所示。
图3 藻类去除效果趋势
2.2提高原水咸潮预警应对能力
2022年钱塘江干旱少雨，各类用水量偏高，钱塘江上游下泄水量减少，顶潮拒咸能力减弱，遇上农历初一、十五，特别是农历十八大潮的时候，受天文大潮影响，咸潮上溯至自来水取水口，积极采取以下措施减少咸潮的影响。
（1）萧山供水目前采用双水源供水，以“钱塘江直供水为主，湘湖蓄供为辅”双水源供应模式，针对抗咸新形势，制定专项应急预案。
（2）分析电导率与氯化物的相关性，加密检测三江口、富春江头部、湘湖原水氯化物特征水质，分析潮汛、原水氯化物、电导率的趋势（图4），动态掌握咸潮影响，提出原水咸潮预警措施。
图4 电导率和氯化物变化趋势
当水中电导率值大部分或全部是由氯化物引起的，对应海水倒灌，咸潮引起大部分离子是氯化物，电导率可以作为预警，从咸潮电导率统计图4可知，电导率和氯化物之间有一定的对应关系，电导率为500~800 uS/cm时，氯化物质量浓度约为100~200 mg/L；电导率约为1000 uS/cm时，氯化物质量浓度约为250 mg/L左右；电导率约为1500 uS/cm时，氯化物质量浓度约为500 mg/L；钱塘江原水一般电导率在300 uS/cm以下，超过500 uS/cm需加密关注氯化物，超800 uS/cm可以作为预警。氯化物1 h监测一次，电导率为1000 uS/cm时，氯化物可能超标，根据电导率和氯化物的对应关系，可以很好地预警咸潮，有效降低咸潮的影响。
（3）加强与上级主管部门如区环保疾控、上游水司的联动，分析钱塘江闻家堰段潮汛可能的影响趋势；联合杭州水务采取增大上游泄洪量，萧山供水采取避峰减量、错峰抢水、启用湘湖备用水源等调度措施，提高原水咸潮预警应对能力。
2.3多措施并举重点保障亚运水质安全
（1）内外联动、一点一方案、全面摸排，保障亚运水质：确定亚运会场馆和保障宾馆共计32个，主动对接亚运场馆和保障宾馆，现场踩点并对浑浊度、余氯进行现场监测。制定周密的亚运水质保障方案，设置采样组、检测组、应急组、后勤组，不同战线，同一目标，多措并举，全力推进亚运水质保障工作有序开展。
（2）加强内部管控，全流程多方位，保障龙头水质优质：萧山各水厂加强对水源、过程水及出厂水的监控，取水泵站化验室、厂级化验室、水质科构成水质三级检测，同时采用人工采样定期检测与在线仪表实时监测相结合的水质取样检测制度。在亚运会前严格做到动作标准到位，在亚运会关键时期增加人工采样点，增加检测项目和检测频率。加强管网水质监测，每天开园前巡视每个水质取样点和在线检测点，并取样分析，做到“定时”“定人”“定车”“定点”，加强内部质控及监督，保障水质指标精准可靠。
（3）对标饮用水新国标，提标增项，提升萧山居民饮水满意度：对照新国标，开发土臭素、MIB、乙草胺等新增指标水质指标的检测能力，有序推进实验室资质认定工作。完善管网末梢水质保障工作，及时处理用水水质投诉，预防为主防治结合，减少异味投诉，确保用户龙头水水质安全。
2.4保障措施前后水质提升情况
采用亚运保障措施后，出厂水质得到有效提升，通过比较改进前后数据（2022年和2023年1月—8月数据），可以看出，改进前出厂水浑浊度在0.08~0.18 NTU，平均为0.12 NTU；改进后浑浊度为0.08~0.12 NTU，平均值为0.10 NTU，满足浙江省现代化水厂标准要求。出厂水pH值改进前平均为7.60，铝平均质量浓度为0.053 mg/L，改进后出厂pH值平均为7.38，铝平均质量浓度为0.039 mg/L，具体如图5~图6所示。此外，出厂水氯化物质量浓度可控制在30 mg/L左右，藻类及臭和味去除效果明显，出厂水土臭素、MIB质量浓度可控制在5 ng/L以内，出厂水质得到有效提升。
图5 改造前后出厂水浑浊度变化趋势
图6 改造前后出厂水pH和铝变化趋势
3 结论
（1）采用CO2调节pH技术，可有效降低出水pH和铝指标。同时，因适当减少混凝剂后，污泥减量，预计全年节省大约30万元，经济效益较明显，可有效解决原水高藻、高pH引起的出水铝超高问题。此外酸性PAC有较好的调控pH和铝的作用，但盐基度相对偏低，在突发应急时短暂使用有一定的效果，不建议长期投加使用。
（2）萧山现有4座水厂，其中3座采用臭氧-生物活性炭深度水工艺。净水工艺的提升有效保障饮用水水质，进一步促进深度水工艺在企业内的推广应用。同时，拓展供水格局，随着千岛湖配水工程的建成，江南片区将实现富春江水源与千岛湖配水双水源格局，进一步提升饮用水口感。
（3）对标新标准，提升实验室资质能力，精准监测全流程水质，加强臭味指标定量监测以及分析去除效果。精准指导生产，减少水质投诉，有效提升萧山百姓饮水的幸福感和满意度。
（4）采取提升水源预警处置能力，优化水厂药剂投加。采取过程水、出厂水、亚运保障管网点的水质监控等改进措施后，出厂水浑浊度平均可控制在0.1 NTU以内，铝含量、pH等指标也明显降低。有效保障亚运水质优良，提升萧山饮水品质，助力“办好一个会，提升一座城”的目标。
