浅谈水资源中水源切换对水质的影响

焦志刚

（华北水利水电大学土木与交通学院 河南郑州 450011）

水资源短缺是制约我国很多地区经济发展的主要因素。如何有效保证水资源的安全一直是国内外水工业关心的热点问题。为了解决水源地出现突发性的污染事件，我国许多城市供水系统都配置了多个水源。不同水源水质差别很大，经过水厂相同工艺处理后，很多水质理化指标差异明显，在对供水水源进行切换时，这种差异性会恶化水的质量，造成输水管道表面腐蚀，出现“红水”现象。同时，输水管管壁生物膜脱落进入水中，出现异味和异臭。本文用实验的方法，将不同水源进行切换，通过测试管网水水质参数的变化，分析了水源切换对水质的影响，并提出了一些控制措施。

1 实验方案与测试结果

1.1 实验方案

选取某城市的某一水厂，该水厂的处理工艺为常规处理，该水厂的水源有两个：地表水源A水库水源B，其中水源A为常用水源，水源B为备用水源，在水源A连续运行198天的情况下，关闭A的闸门，打开水源B，让水源B的水进入该水厂的水处理构筑物进行处理。将监测点设置在离水厂5km处某小区的取样点，监测间隔为1小时。监测从换水当日8点开始，到次日17点结束。需要测试的指标和测试方法如表1所示。

表1 测试指标和测试方法

1.2 测试结果

表2 水源A和水源B的水质

在水源切换过程后，浊度在1~4NTU之间，碱度从180mg/L下降至120mg/L，pH从7.6下降至7.13，钙、镁离子在切换过程中变化很小，余氯变化比较复杂，开始阶段不断下降，在换水15小时后达到最低，接着开始上升，到第二天15点达到最高值。

在整个过程中，水中总铁含量随时间不断上升，在10小时后出现峰值，持续一段时间后开始下降。其中峰值附近的超出国家饮用水标准，其他时间都低于0.3mg/L。

2 水源切换对水质影响分析

由表2可以看出，水源A和水源B的水质差别较大。在不同水源进行切换后，钙、镁离子及氯化物含量变化不大，但铁的含量却变化明显。这是由于水源切换后，管垢的化学平衡被破坏，致使管壁附着物脱落融入水中，管网水中铁含量急速增加，水质恶化。从相关研究者的研究结论可以得出，影响管网水中铁含量的因素有pH、余氯和碱度。

2.1 pH的影响

在一定溶解氧和水力条件下，增加pH有利于Fe(OH)2和FeOH的生成，同时碳酸亚铁和氢氧化亚铁的溶解度随pH的增加而下降。另外提高pH值能加快二价铁的氧化速率使管垢表面的钝化层趋于稳定，所以增加pH有利于控制铁的化合物而减少铁的释放。从测量结果来看，水源pH不同，导致切换后pH下降，从而引起管网水中铁的含量。

2.2 余氯的影响

余氯对管网铁的释放影响明显，对于比较旧的输水管道，如果余氯减少，水中铁含量将升高。具体原因可以从管垢结构来分析，余氯有强氧化性，能保护管垢第一层不被破坏，从而使内部的二价铁不会释放出来。

2.3 碱度的影响

在碱度较高的环境下，水中碳酸根离子较多，管壁的碳酸亚铁含量较多，控制了铁的释放。当碱度下降时，水中碳酸根离子减少，平衡被打破，碳酸亚铁溶解度增加，铁的释放量上升。从监测的数据来看，水源切换后，碱度下降，管网水的缓冲能力下降，从而导致含铁化合物的溶解度增加。

3 水源切换中水质恶化的控制策略分析

通过以上测试结果和分析来看，对于切换水源导致的水质恶化现象，可以采取如下几点控制策略。

3.1 调节酸碱度。从上面分析可以得出，提高pH可以抑制铁的释放。所以可以在水厂处理水的过程中，增加调节水厂pH的处理措施，同时调整出水的碱度，保证出厂水的稳定性。

3.2 添加缓浊剂。从国外研究资料来看，改善水质量的另一个有效途径就是添加磷酸盐。在水源切换时，如果在混合水中添加磷酸盐，可以有效控制和降低腐蚀产物的产生，减轻水质恶化程度。

3.3 提高出水余氯。在水源切换过程中，可适当提高加氯量，加大对余氯的监测力度，保证管网水中余氯的含量。如果管网系统庞大，并且水中有机物含量较高，可以考虑采取多级加氯措施。

[1]杜敏娜.多水源切换对给水管网水质的影响研究[D].西安建筑科技大学.2010.