东莞塘厦凤凰水厂滤池是按25万m³/d设计的，共有10个滤池，每个滤池的滤砂是由10cm底层粗砂和1m上层细砂组成，池底设计有多个凸面鼓风口，滤池的反冲洗分为水洗、气洗、水气洗三个阶段，全自动控制。观察反冲洗的全过程，可以观察到冲洗效果较好，可以有效地把滤砂中的沉积物冲洗干净。但逐渐地，在实际生产过程中出现上层滤砂逐渐变黑。发现问题后，即时考虑可能存在的问题：滤砂变质会否影响出厂水水质、影响市民的饮水健康？所以立即对出厂水、滤后水、待滤水进行跟踪检测，检测结果：各个水样水质都正常，同时把小范围的滤沙挖起直到池底，发现池底层滤砂也变黑了，而且颜色更深。根据水质检测结果可判断滤砂变黑没有对水质造成影响，根据滤砂的表面现象可判断滤砂变黑是从底层往上层逐渐变化的。接下来的任务就是要找出滤砂变黑的原因所在。

　　实验分析

　　为了找出滤砂变黑的原因，采集滤砂进行进一步的分析观察，滤砂的黑色，象是电镀上去一样，用一般的刷洗方法不能除去黑色。经过反复思考，首先估计造成滤砂变黑的因素很可能是金属污染或微生物菌类污染，根据判断，拟定实验分析方案：

　　采集样品滤砂称取100g，4份，分别装于500ml具塞三角瓶中。

　　（1）用500ml纯水浸泡

　　（2）用500ml10％硝酸溶液浸泡

　　（3）用500ml20％草酸钠溶液浸泡

　　（4）用500ml20％漂白粉溶液浸泡

　　浸泡液浸泡48小时后观察：

　　（1）号浸泡溶液没看出明显变化

　　（2）号浸泡溶液可看到有泥黄色溶解物沉淀，一些滤砂的黑色已褪去

　　（3）号浸泡溶液有少许泥黄色溶解物沉淀

　　（4）号浸泡溶液没看出明显变化

　　对比以上现象可以知道，黑色污染物可溶于酸性溶液，而不溶于漂白粉。结合源水水质可进一步判断金属污染的可能性较大，微生物污染的可能性较小。
取以上各浸泡溶液做实验分析：

　　（1）用原子吸收分析浸泡溶液中Fe、Mn、Zn、Cu、Pb的含量

　　（2）对各浸泡溶液做细菌总数、总大肠菌群的微检项目分析

　　检测结果：

　　（1）号浸泡溶液中各金属元素含量都小于最低检测限，细菌总数60CFU/ml，总大肠菌群12MPN/100ml。

　　（2）号浸泡溶液中Fe为5.75mg/L，Mn为2.13mg/L，Zn、Cu、Pb均低于最低检测限，细菌总数<1CFU/ml，总大肠菌群0MPN/100ml

　　（3）号浸泡溶液中Fe为0.45 mg/L，Mn为0.26mg/L，Zn、Cu、Pb均低于最低检测限，细菌总数<1CFU/ml，总大肠菌群0MPN/100ml

　　（4）号浸泡溶液中各金属元素含量都小于最低检测限，细菌总数<1CFU/ml，总大肠菌群0MPN/100ml。

　　浸泡一周继续观察：（2）号浸泡溶液溶解沉淀物明显增多，滤砂的黑色基本全部褪去。（3）号浸泡溶液溶解沉淀物有增多现象，未能除去滤砂的黑色。其余两个溶液没有发现变化。

　　滤沙变黑的原因

　　由以上的实验分析可以断定滤砂变黑的原因是金属Fe、Mn污染所致。目前使用的源水中Fe的含量较高，一般在0.8～2.00mg/L，Mn含量一般在0.10mg/L以下（特殊情况会达到1.0 mg/L左右），在砂滤池前的工艺环节中没有很好地处理掉这两种金属，造成了在滤砂中逐渐沉积，逐渐发生化学反应最后导致滤砂变黑。

　　处理方法

　　由实验分析可知道用10％的硝酸溶液浸泡1周可有效地将滤砂的黑色除去。所以可以使用酸性物质进行浸泡处理，但考虑到酸性物质会对金属设备造成腐蚀，损坏设备。如果将滤砂全部挖出来用10％的硝酸浸泡，需要大量的劳动力和处理时间较长，只能在不影响供水的情况下进行逐个分开浸泡，这样耗时就更多，估计最少要5至6个月，粗略计算每个池费用为11万元左右（不含人工费），这种方法要使用大量硝酸，处理后的废液会造成环境污染，必须经过处理才能排放，这也需要一笔处理费用。

　　如果采取更换滤砂，需时较少，每个池费用为13万元左右（不含人工费）。 经过对各水样的跟踪检测，滤沙变黑没有对水质造成很大影响，综合考虑可以暂不采取处理措施。当出水水质有恶化的迹象，还是采用更换滤砂比较可行。

（作者单位：东莞市塘厦自来水公司）