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【摘要】 生活饮用水是关乎百姓身体健康和安居乐业的大事,通过对江汉油田最近几年汉江水源水质和水源环境变化的调查,探讨江汉油田汉江水源水质未来可能发生的变化,提出解决方案和措施。
【关键词】 深度处理南水北调水质水处理工艺
生活饮用水对百姓健康安全非常重要,饮用水一旦出现问题,就会给百姓生活和社会安定带来重大影响。随着社会工业的发展,水质污染的日益严重,以及人们生活水平的提高,对给水水质标准提出了更高要求。在生活饮用水水源水质较差的城市,大多都采取了新的水处理技术,新建了给水深度处理工艺,以满足新的水质标准要求。
一、汉江源水水质现状和南水北调工程对汉江源水水质的影响
1、江汉油田水源水质现状
汉江水源作为江汉油田供水系统唯一水源,其源水水质常年保持在国家二类水质,源水水质状况较好,常规处理后的出厂水水质常年均高于国家饮用水卫生标准。但是,由于汉江流域南水北调工程的实施,特别是中线工程的施工,造成汉江下游水位逐年下降;同时,由于汉江上游新建工厂污水和周围湖泊积水的排放,加剧了汉江的污染;特别是在每年的春季,江水里藻类等微生物繁殖较快,严重影响了汉江水源源水水质。自2000年以来,汉江多次出现“水华”,特别在2002年4月,整个汉江出现“水华”现象,给水处理带来了较大的困难。多年来汉江一直作为江汉油田唯一供水水源地,油田供水水質受水源地影响较大。
2、南水北调工程汉江源水水质的影响
汉江调水工程主要有两大块,分别是南水北调中线工程和陕西省计划实施的引汉济渭工程,两项工程实施完成后预计一期工程调水总量约105亿立方米,二期调水总量150亿立方米左右。汉江上游丹江口水库年均入库水量365亿立方米。2014年后两大调水工程将正式投入运行,届时汉江中下游的上游来水量将减少28%~40%,年均水位下降估计在0.5米以上,水环境容量将减少30%左右,汉江中下游水质将明显变差,“水华”现象可能每年都会发生。作为江汉油田水源地汉江红旗段,位于汉江七级水利(丹江口、王甫洲、新集、崔家营、雅口、碾盘山、兴隆水利枢纽)开发最后一级兴隆水利枢纽的下游,受汉江多次截流的影响将更加明显,水位下降将更大(可能在1米以上),水体自净能力更差,水质可能由目前的二类变为三类。
为解决南水北调造成汉江水量大幅下降,湖北省启动了引江济汉工程,从长江荆州龙洲垸段引水至潜江市高石碑镇境内入汉江,计划于2014年与南水北调中线工程同时完工,届时将对汉江中下游补水37亿立方米。引江济汉工程并不能改善汉江中下游的水质,只能在一定程度上缓解汉江下游水位下降和水质进一步变差,主要原因在于:⑴引江济汉工程年均引水量37亿立方米相对于汉江年均最大调水量150亿立方米,补充水量只有调水量的1/4,补充水量很小;⑵虽然,引江济汉工程上游长江荆州段水质较好(源水部分指标优于目前汉江红旗段水质);但是,引江济汉工程全程67公里,水质受航运、周围农田灌溉(农药、化肥等)和沿河居民生活的影响较大,进入汉江的水质较入口段肯定会变差;⑶引江济汉工程每年只有在丰水期,长江水才能自流到汉江,枯水期只能通过泵站提水才能让长江水进入河道,日常运行费用很高,过水量保证率不高;⑷汉江沿江工业污染正在逐年加重,江汉油田上游大城市襄樊的工业排污;还有汉江两大支流唐河、白河,均从河南南阳发端,被该省境内为数众多的造纸厂、酿造厂和化肥厂等严重污染后,于湖北境襄阳区合流成唐白河流入汉江,这两条河流的水质基本上是五类或劣五类水;同时潜江市规划从高石碑至泽口沿汉江修建化工园区。
2014年汉江正式向北方调水后,汉江下游水位降低、水质变差,将成为不争的事实。将来在二级泵站现有水处理工艺无法满足水处理要求时,油田整个供水系统水质就很难达标,将会造成油田长期使用不合格自来水,这将严重影响油田矿区正常的生产、生活和居民的身体健康。随着南水北调的逐渐临近,江汉油田应该逐步考虑改善现有的水处理工艺系统,以保障油田职工和企业将来的用水安全。
二、江汉油田供水系统实施给水深度处理的解决方案
为预防源水出现较为严重的污染时(及三、四类水质),保证油田的正常生产、生活用水,根据目前油田水源地水质的实际情况和需要,可以考虑对油田供水处理系统实施分两个阶段改造的办法,逐步完善油田供水系统给水深度处理工艺。
1、改造第一阶段
可进行源水预处理工艺改造,如建造源水预处理快沉池和源水活性炭粉末投加系统。预处理快沉池利用降低水流通过水池的流速和水深,延长过水时间,使源水中的泥沙有足够的时间进行沉淀的原理,以达到降低源水浊度的目的。源水活性炭粉末投加系统利用活性碳的物理性质,灰黑色多孔、疏松物质,具有吸附性,能大量吸附气体或液体中的小微粒和除臭的作用。活性炭有大量的小孔洞,能吸附水中一些可溶性的胶体和大分子有机物,在一定程度上净化水质,从而清洁水源。
A、快沉池建设方案
快沉池可建在11DN1200输水管线靠近汉江的防洪大堤边上,此处刚好有大片空地可供利用,而且地理位置相对于二级泵站具有较大的落差,地理位置很好。设计最大水处理量10万方/天,源水通过快沉池设计流速0.25米/秒,设计水深0.5米,源水通过快沉池设计时间60秒,按此设计初步估算可预沉掉70%左右的泥沙。根据以上参数经计算快沉池沉沙部分长×宽为15米×9.2米,加上进水和出水口以及主体结构的壁厚,快沉池实际设计长×宽为18米×10米。快沉池设计简图见下图。
【关键词】 深度处理南水北调水质水处理工艺
生活饮用水对百姓健康安全非常重要,饮用水一旦出现问题,就会给百姓生活和社会安定带来重大影响。随着社会工业的发展,水质污染的日益严重,以及人们生活水平的提高,对给水水质标准提出了更高要求。在生活饮用水水源水质较差的城市,大多都采取了新的水处理技术,新建了给水深度处理工艺,以满足新的水质标准要求。
一、汉江源水水质现状和南水北调工程对汉江源水水质的影响
1、江汉油田水源水质现状
汉江水源作为江汉油田供水系统唯一水源,其源水水质常年保持在国家二类水质,源水水质状况较好,常规处理后的出厂水水质常年均高于国家饮用水卫生标准。但是,由于汉江流域南水北调工程的实施,特别是中线工程的施工,造成汉江下游水位逐年下降;同时,由于汉江上游新建工厂污水和周围湖泊积水的排放,加剧了汉江的污染;特别是在每年的春季,江水里藻类等微生物繁殖较快,严重影响了汉江水源源水水质。自2000年以来,汉江多次出现“水华”,特别在2002年4月,整个汉江出现“水华”现象,给水处理带来了较大的困难。多年来汉江一直作为江汉油田唯一供水水源地,油田供水水質受水源地影响较大。
2、南水北调工程汉江源水水质的影响
汉江调水工程主要有两大块,分别是南水北调中线工程和陕西省计划实施的引汉济渭工程,两项工程实施完成后预计一期工程调水总量约105亿立方米,二期调水总量150亿立方米左右。汉江上游丹江口水库年均入库水量365亿立方米。2014年后两大调水工程将正式投入运行,届时汉江中下游的上游来水量将减少28%~40%,年均水位下降估计在0.5米以上,水环境容量将减少30%左右,汉江中下游水质将明显变差,“水华”现象可能每年都会发生。作为江汉油田水源地汉江红旗段,位于汉江七级水利(丹江口、王甫洲、新集、崔家营、雅口、碾盘山、兴隆水利枢纽)开发最后一级兴隆水利枢纽的下游,受汉江多次截流的影响将更加明显,水位下降将更大(可能在1米以上),水体自净能力更差,水质可能由目前的二类变为三类。
为解决南水北调造成汉江水量大幅下降,湖北省启动了引江济汉工程,从长江荆州龙洲垸段引水至潜江市高石碑镇境内入汉江,计划于2014年与南水北调中线工程同时完工,届时将对汉江中下游补水37亿立方米。引江济汉工程并不能改善汉江中下游的水质,只能在一定程度上缓解汉江下游水位下降和水质进一步变差,主要原因在于:⑴引江济汉工程年均引水量37亿立方米相对于汉江年均最大调水量150亿立方米,补充水量只有调水量的1/4,补充水量很小;⑵虽然,引江济汉工程上游长江荆州段水质较好(源水部分指标优于目前汉江红旗段水质);但是,引江济汉工程全程67公里,水质受航运、周围农田灌溉(农药、化肥等)和沿河居民生活的影响较大,进入汉江的水质较入口段肯定会变差;⑶引江济汉工程每年只有在丰水期,长江水才能自流到汉江,枯水期只能通过泵站提水才能让长江水进入河道,日常运行费用很高,过水量保证率不高;⑷汉江沿江工业污染正在逐年加重,江汉油田上游大城市襄樊的工业排污;还有汉江两大支流唐河、白河,均从河南南阳发端,被该省境内为数众多的造纸厂、酿造厂和化肥厂等严重污染后,于湖北境襄阳区合流成唐白河流入汉江,这两条河流的水质基本上是五类或劣五类水;同时潜江市规划从高石碑至泽口沿汉江修建化工园区。
2014年汉江正式向北方调水后,汉江下游水位降低、水质变差,将成为不争的事实。将来在二级泵站现有水处理工艺无法满足水处理要求时,油田整个供水系统水质就很难达标,将会造成油田长期使用不合格自来水,这将严重影响油田矿区正常的生产、生活和居民的身体健康。随着南水北调的逐渐临近,江汉油田应该逐步考虑改善现有的水处理工艺系统,以保障油田职工和企业将来的用水安全。
二、江汉油田供水系统实施给水深度处理的解决方案
为预防源水出现较为严重的污染时(及三、四类水质),保证油田的正常生产、生活用水,根据目前油田水源地水质的实际情况和需要,可以考虑对油田供水处理系统实施分两个阶段改造的办法,逐步完善油田供水系统给水深度处理工艺。
1、改造第一阶段
可进行源水预处理工艺改造,如建造源水预处理快沉池和源水活性炭粉末投加系统。预处理快沉池利用降低水流通过水池的流速和水深,延长过水时间,使源水中的泥沙有足够的时间进行沉淀的原理,以达到降低源水浊度的目的。源水活性炭粉末投加系统利用活性碳的物理性质,灰黑色多孔、疏松物质,具有吸附性,能大量吸附气体或液体中的小微粒和除臭的作用。活性炭有大量的小孔洞,能吸附水中一些可溶性的胶体和大分子有机物,在一定程度上净化水质,从而清洁水源。
A、快沉池建设方案
快沉池可建在11DN1200输水管线靠近汉江的防洪大堤边上,此处刚好有大片空地可供利用,而且地理位置相对于二级泵站具有较大的落差,地理位置很好。设计最大水处理量10万方/天,源水通过快沉池设计流速0.25米/秒,设计水深0.5米,源水通过快沉池设计时间60秒,按此设计初步估算可预沉掉70%左右的泥沙。根据以上参数经计算快沉池沉沙部分长×宽为15米×9.2米,加上进水和出水口以及主体结构的壁厚,快沉池实际设计长×宽为18米×10米。快沉池设计简图见下图。