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药剂投量的控制难度很大，另外，固体药剂的溶解与准确投加也是一大难题，开始是靠民工，但因无法保证准确、及时与足量，后来不得不动用武警。现场存在各种不安全因素，酸性药剂使现场人员的皮肤受到不同程度的损伤，固体药剂所产生的粉尘刺眼难耐，临时用电设施曾几次短路甚至起火。由于单位时间处理的水量世界罕见，药剂用量和投药设备的负荷及数量非常大，再加上各种混凝剂都是强酸性的，设备与管道腐蚀十分严重，抢修工作量极大。溶解后的絮凝剂腐蚀性极强，一台新的潜水泵工作不到一天出现故障，有的仅数小时就要更换，在6天治污过程中，前后使用和更换的水泵多达30台，26台损坏。固体药剂投加现场强酸性粉尘弥漫，空气搅拌、高压水枪激起阵阵酸雾、现场工作环境极其恶劣。
在投药治污过程中，深水集团现场技术人员全权负责各种投加设备和管道的选型、现场指导安装，有效地保证了整个应急投药工作的顺利进行。在连续投药的6个日日夜夜里，由于现场条件简陋、药剂来源复杂、设备故障频繁、作业环境恶劣等多方因素影响，为药剂投加带来了诸多困难。
为监控药剂质量、及时优化投药效果，治污工程伊始，深水集团现场技术人员就紧急调配六联混凝搅拌仪、pH计、取样器、浊度仪等实验设备与仪器进驻现场，并建立现场实验室和研究小组，为取得最佳的净水效果提供科学依据。在整个投药治污过程中，这些看似一般的常规仪器与设备发挥了十分重要的作用。深水集团现场技术人员靠对pH的检测，及时发现了两家不合格的聚合氯化铁供货商，并停止了这种药剂的使用，保障了药剂的有效性。深水集团现场技术人员通过六联混凝搅拌仪的现场混凝实验，及时验核各药剂的功效，确定不同的混凝剂的最佳投加量，及时修正专家组事先确定的投加方案，比如将固体聚合硫酸铁由36吨/小时降低为30吨/小时，将液体聚合硫酸铁投加量由7.2吨/小时提高到20吨/小时，获得专家们的一致首肯。
为了确保除镉效果，深水集团实验人员每一个小时就对投药前后，坝上坝下的pH值和矾花进行取样检测与观察，并反复论证分析处理效果，根据现场混凝搅拌实验结果，及时修正药剂投加量和投加种类。检测过程中发现上游水pH值在7.87左右，坝下pH值在7.62左右，此时对镉的消减效果最佳，成为现场投药控制的重要依据。
省环保监测部门在北江韶关治炼厂排污口上游至英德飞来峡共设置了12个监测断面，每两小时进行一次镉浓度的同步监测。图2是12月23日16时至30日16时各断面镉浓度的变化情况。可以看出，由于白石窑投药除镉工程的实施，白石窑下游云山水厂断面的镉浓度明显降低。
图2 北江各主要断面镉浓度变化
根据省环保局在事故处理后公布的统计数据，由于白石窑投药除镉应急工程的实施，再加上联合流域水利调度，使镉浓度峰值削减27％，减少随了水体中约800公斤的镉通量，极大地缓解了下游降镉压力。到2月29日早上8时，白石窑削污降镉工程按计划胜利结束。从23日早上8时第一车药剂投放算起，7天来共投放药剂约3000吨。
作为北江白石窑除镉治污重大应急工程的实施单位，从22日治污应急工程开始实施至29日圆满完成任务，深水集团紧急动员，抽调精兵强将，全力投入到这一场世界罕见的干流投药治污会战之中，累积投入16名技术专家、专业工程师和高级技工，其中共有3名博士，5名高工，涉及水技术研究所、梅林水厂、笔架山水厂、大涌水厂和沙头角水厂等多个部门和单位，为圆满完成治污任务提供了强有力的技术和人力保障。
三、几种除镉技术的对比研究
在顺利完成白石窑混凝除镉应急工程之后，根据省建设厅的要求，深水集团水技术研究所针对水厂工艺，对几种除镉技术进行了较为系统的试验研究，为北江下游水厂提供除镉技术指引。
1.提高混凝反应前的pH值
用NaOH调整原水至不同的pH值，1分钟后加入４mg/L聚铁絮凝剂，结果见表1。
表1 提高pH对镉去除的作用
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样品名称 |
Cd (mg/L) |
Fe (mg/L) |
沉后浊度(NTU) |
沉后pH |
|
原水 |
0.010 |
0.261 |
14.9 |
7.55 |
|
不调pH值 |
0.010 |
0.715 |
0.811 |
6.60 |
|
pH 8.51 |
0.008 |
0.749 |
0.643 |
6.82 |
|
pH 8.98 |
0.005 |
0.657 |
0.677 |
7.09 |
|
pH 9.96 |
<0.001 |
0.633 |
0.618 |
9.62 |
可见，当原水pH值提高到9左右时，对镉的去除率达到了50%，能够使沉后出水镉达标，pH值提高到10时，镉的含量低于检出限，达到100%去除，但出水pH值超标，需要再用酸调节pH值。同时，出水的铁超标。
通过三种方式进一步提高镉的去除并降低铁的含量：维持pH值9，降低铁的投加量；沉后水过砂滤(20cm)；滤前采用PAC微絮凝。改进后的结果见表2。
表2 原水pH值9时优化工艺的出水水质
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样品名称 |
Cd (mg/L) |
Fe (mg/L) |
沉后浊度(NTU) |
沉后pH |
|
沉后 |
滤后 |
沉后 |
滤后 |
|
|
|
原水 |
0.010 |
0.261 |
14.9 |
7.55 |
|
聚铁2mg/L,砂滤 |
0.002 |
<0.001 |
0.734 |
0.117 |
1.07 |
8.13 |
|
聚铁2mg/L, 0.05mg/L PAC微絮凝,砂滤 |
0.002 |
<0.001 |
0.734 |
0.073 |
- |
- |
|
聚铁2mg/L, 0.10mg/L PAC微絮凝,砂滤 |
0.002 |
<0.001 |
0.734 |
0.086 |
- |
- |
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