上海黄浦江水源切换长江青草沙水源过程中水库水质问题及解决方法研究

导读：上海黄浦江水源和长江水源为两大不同水系，长江水源水质优于黄浦江水源，特别是青草沙水库建成后，原水水质有了进一步改善。由于青草沙水库的富营养化，藻类易繁殖，给水厂制水带来一定困难。针对青草沙水库原水水质特点，阐述了青草沙水库切换过程及藻类繁殖季节的水质问题及解决方法。

2010年前上海饮用水原水的70%取用黄浦江上游引水水源，30%取用长江口陈行水库水源。2010年建成青草沙水库，库容4.3亿m3，供水能力719万m3/d，中心城区和部分区县水厂切换青草沙水源后上海70%原水取用长江水源。

黄浦江上游原水切换为青草沙水库原水后，原水水质有了很大提高，取水安全得到保障，但在黄浦江上游原水切换为青草沙水库原水过程中遇到了许多水质问题，如自来水出现白色漂浮物、藻类引起滤池堵塞、原水pH高引起出厂水铝偏高超标、藻类产生异味物质影响供水水质、藻类产生藻毒素等，需采取措施解决这些问题，以保障供水水质。

1.自来水烧开后白色雪花结晶漂浮物的形成原理及消除

在原水切换为青草沙水库水后，出现了自来水烧开后水中有白色雪花结晶漂浮物的情况，经ICP-MS全谱分析测定，白色结晶漂浮物主要含有钙、硅。随着温度升高(加热)，水中的碳酸氢根离子转化成碳酸根离子与钙离子结合形成碳酸钙难溶于水，同时由于水中存在一定量的硅，因此白色漂浮物中含有一定量的硅酸钙结晶，结晶较轻，易形成白色雪花漂浮物，经电子显微镜检测晶体呈针状。为了验证白色雪花漂浮物的成分，配制和青草沙原水钙、硅浓度相当的溶液，加入和出厂水等量的碳酸氢根，调整pH与出厂水相同，煮沸冷却后观测到同样的白色雪花状漂浮物，经电子显微镜检测，模拟水样的结晶形状也呈针状，进一步证明白色雪花漂浮物为碳酸钙和硅酸钙的混合结晶体。

同样使用长江水源陈行水库原水的出厂水并无此现象。经分析，可能存在以下差异：①青草沙水库到水厂有40多km，顶管渠道和钢管内壁采用水泥内衬，水泥主要成分是二氧化硅，经检测青草沙水库出水到水厂硅含量增加近5 mg/L。②经检测，两个水库钙含量相近，但磷含量有一定差距，陈行水库总磷在0.1 mg/L左右，而青草沙水库总磷在0.02 mg/L左右。青草沙水库建设围库致水停留超过2年时间，使磷沉淀降解了很多，如磷增加白色雪花漂浮物是否会消失，为了证实这点，在水中加入0.05 mg/L磷酸根，青草沙原水水厂出厂水烧开后就没有了白色雪花漂浮物，因为磷酸盐的存在抑制了碳酸钙硅结晶的形成。

碳酸钙硅结晶形成的白色漂浮物无毒，青草沙水库水总硬度约160 mg/L，为《生活饮用水卫生标准》限值450 mg/L的1/3。青草沙水库使用后周转速度加快，磷自然会升高，白色结晶会慢慢减少，且随着时间的推移，水泥中硅析出量也会减少，白色结晶的现象就会消失，对此对市民作了正面解释。在青草沙水源使用3个月后这个现象确实消失了。

2.投加次氯酸钠有效杀灭藻类降低水厂滤池堵塞

青草沙水库虽然建造于江中，但地处长江下游，总磷总氮较丰富(见表1)，库容量大，停留时间较长，藻类容易繁殖。

青草沙水库藻细胞数一般在1×107~1×108个/L(见表2)，春天以硅藻为主，夏天以蓝绿藻为主。