一、巢湖水质特点

       巢湖是合肥市饮用水的主要水源之一，经监测，1999年饮用水源区主要污染指标超过地面水Ⅳ类水质标准，2000年水质污染依然严重，三条入湖河道中有两条水质属Ⅴ类或超过Ⅴ类。国家城市供水水质监测网合肥监测站2000年4月—2001年3月间对巢湖水 质进行了监测，结果是一年中有80%的时间处在超Ⅲ类水质状态，且具有如下特点：

1、藻类过量繁殖。

       湖水中有60多种藻类并以蓝藻居多，还有铜绿微囊藻、水华微囊藻、水华束丝藻、水华鱼腥藻等，每年6月—10月藻类遍布全湖，严重时湖面水藻厚度可达15cm，藻类腐烂时腥 臭逼人且严重败坏水质；

2、有机物含量高、种类复杂。

       水中COD平均达30mg/L、TOC平均达10mg/L(均超出Ⅲ类标准)，GC/MS检测结果表明原水中有机物达207种，主要为烷烃类、酯类、杂环化合物、酮、酚、多环芳烃和少量苯、醛类物质；

3、水质波动性大。

       水质变化范围：浊度为10～70NTU、pH值为7.2～9.3、COD为3～80mg/L、藻类含量为(100～6000)×104个/L。

二、PPC预处理工艺

　　以巢湖原水为研究对象，考察PPC预处理技术的除浊、除臭、除藻、除有机污染物的效能。

1、对有机污染物的去除

       试验比较了PPC预处理工艺、常规工艺、预氯化加粉末活性炭工艺(以下简称Cl2+PAC工艺)的除有机污染物效能。

       ①CODMn

       试验结果显示，Cl2+PAC工艺和PPC预氧化工艺都能使水中CODMn得到稳定去除，去除效率优劣依次为Cl2+PAC、PPC、常规处理工艺，但是PPC预氧化10min后COD即可比常规处理下降13%，而Cl2+PAC工艺则需60min才可达到此效果，表明PPC预氧化具有明显的速度优势。

       ②TOC

       长期监测表明，巢湖原水中总有机碳(TOC)的含量较高(冬季高达20～30mg/L)。两种工艺都能使沉后水TOC有所降低，但PPC预氧化去除效果更好。

       ③UV254

       生产运行试验结果表明，投加PPC后的滤后水中UV254有大幅降低(平均降幅为62.99%)。不同药剂对水中有机物的去除效果优劣依次为PPC预氧化、Cl2+PAC、常规处理。

       ④ 有机污染物种类

       测定采用EPA252修订本方法,GC/MS仪为HP5890/5972型。样品采用C18小柱或XAD-2树脂柱富集，用二氯甲烷、乙醚、丙酮洗脱后再用高纯氮气顶吹浓缩至1～2mL，低温保存。

       经常规工艺处理后有机物浓度(以色谱峰面积计)反而升高,预氯化工艺使有机物浓度有所降低,而PPC预处理对水中有机物浓度降幅最大。GC/MS共检出54个峰(原水),而PPC 技术处理后只检出12个峰，有机物种类减少了78%，有机物含量的降幅达89%，对水中醛、酮、苯、多环芳烃、硝基苯、杂环化合物的去除效果显著。

2、对藻类的去除

       巢湖水质属重富营养化至富营养化水体,藻含量大(全年平均含藻近2×107个/L,最高藻含量可达4×108个/L)、种类多且藻情变化快。

       试验期间巢湖原水藻含量为1000×104个/L～1×108个/L，pH值波动大，COD平均值为31mg/L,嗅味等级为2～3级。

3、嗅味的去除

       PPC与原水的接触时间为5min以上即可取得稳定的除臭效果，且PPC投量和除臭率呈正相关关系。与常规工艺相比，PPC预氧化的除臭效果非常显著，,每投加1mg/L即可提高除臭率25%～50%。

       生产试验结果表明，PPC预氧化比Cl2+PAC工艺除臭率提高了14%,且简化了处理工艺、降低了成本。

4、除浊、 除色效果

       ①除浊

       进行了单独投加聚合铝和投加聚合铝、少量PPC助凝的对比试验，原水浊度为80NTU，预氧化时间为10min。结果表明，投加PPC比单独投铝的除浊率(沉后水)可提高50%以上。

       投加不同量的PPC药剂均可取得较好的助凝和助滤效果，较单纯用聚合铝处理的沉后水浊度降低了68.7%～85%、滤后水浊度降低了20.5%～54.5%。同时发现PPC投量＜0.5mg/L时，沉后水的浊度随PPC投量增加而降低，而投量＞0.75mg/L时浊度随PPC投量增加而上升。

       比较了PPC预氧化时间对除浊效果的影响，当PPC投量为0.75mg/L、预氧化时间超过10min后，氧化剂的强化混凝作用明显并趋于稳定，在30min时效果最佳。

       上述结果说明PPC预氧化具有助凝、助滤、除浊作用。

       ②除色

       生产试验结果表明，PPC预处理对滤后水色度的平均去除率为45.8%,而Cl2+PAC工艺对滤后水色度的平均去除率仅为25%。

三、经济分析

1、常规工艺

       常规工艺处理流程为：正常情况下聚合铝投量为47.99g/m3，在高污染期投量为65.66g/m3，平均为50g/m3，聚合铝价格按1000元/t计算，净水剂成本为0.05元/m3。

       若因水质问题全年停产时间按30d计、供水量缺口按30×104m3/d计，改用优质水源需增加水资源费0.188元/m3，则相应增加净水成本0.016元/m3。因此，常规工艺的成本合计为0.066元/m3。

2、PPC工艺

       该工艺可比常规工艺降低矾耗37.5%，聚合铝的投加成本是0.031元/m3。

       按PPC投量为2g/m3、价格为7500元/t,HCA投量为0.2g/m3、价格按12000元/t计, 则预处理增加成本为0.032元/m3。其成本合计为0.063元/m3。

3、预氯化加活性炭工艺

       按聚合铝投量为42.47g/m3、成本为0.042元/m3，氯投量为4.5g/m3、液氯价格为2150元/t,活性炭投量为6g/m3、价格以2700元/t计,则增加预处理成本为0.028元/m3。其成本合计为0.070元/m3。

       综上所述，在PPC预氧化、预氯化加活性炭、常规工艺等三种处理方式中，PPC工艺的净水剂成本最低。