日本給水凈水技術(shù)的現(xiàn)在和未來

1、日本給水凈水技術(shù)的如今和將來前言在日本，自來水公司的任務(wù)首先是供應(yīng)飲用水，再有的是供應(yīng)人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)活動(dòng)的用水，它是極重要的社會(huì)效勞設(shè)施單位?？v使臨時(shí)發(fā)生地震和缺水等狀況，自來水供水才能受到損害，也不能陷于混亂，并且要用戶放心，仍要供應(yīng)優(yōu)質(zhì)且平安的自來水。當(dāng)前在日本，從易于受污染的河流下游取水已是一般情況，因此，凈化處理的任務(wù)越來越重大。正因?yàn)樽詠硭桥c人們的生活和安康有著直接親密的關(guān)系，所以無論如何也要對(duì)自來水設(shè)備倍加維護(hù)，且對(duì)導(dǎo)入新技術(shù)一定要慎重對(duì)待。在供水責(zé)任上，自來水公司應(yīng)該供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的水；但是，由于原水繼續(xù)不斷的出現(xiàn)新的污染物質(zhì)，同時(shí)在其他科學(xué)類別上都有新的技術(shù)發(fā)生，仍然還固執(zhí)的采

2、用舊的凈化技術(shù)不變，也不是可鑒賞的方法。在本文中，為今后尋求新的凈化技術(shù)作為條件為中心，從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，談一些看法。2、背景和現(xiàn)狀1)、給水凈化技術(shù)及其現(xiàn)狀在日本，自來水事業(yè)從最初于橫浜市建立以來，已經(jīng)歷了100年以上。如今仍然是利用受人為污染影響少的江河水和地下水做水源。但是，其后由于都市化和工業(yè)化，使城市需水量增大，對(duì)應(yīng)這種狀況，一般是從建立水庫開發(fā)的水資源中和從河流中下游中取水。如今是日本利用的水源，以地表水占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)，地下水占極少比例水庫和河流水占全部水源的69.5，對(duì)地表水使用率高是日本自來水極大的特徵。其中水庫供應(yīng)原水水量占全部水源的36.3，這部分水放流到下游供應(yīng)原水水源。所述以上情

3、況，由于有一些河道承受降雨量過多，一般水流流速過大，所以在日本有多數(shù)河流河水濁度變動(dòng)大。因此在凈化處理上，采用不做處理僅是消毒或者采用慢濾處理占的比例有限，大部分都是采用快濾系統(tǒng)處理快濾系統(tǒng)占75.9；除上述處理方法，并無其他處理方法。但最近為了去除異臭味和三鹵甲烷，已采用活性炭處理、臭氧處理、生物處理等方法。這些深度處理目前都是大型水廠在應(yīng)用。今后在日本自來水廠無論大型的或小型的，受河流污染影響的，更會(huì)進(jìn)一步考慮應(yīng)用深度處理的重要性。由于以上狀況，日本原生省提出了膜過濾技術(shù)為膜利用型新凈水系統(tǒng)開發(fā)研究(a21方案)，和膜利用型新高度凈水技術(shù)開發(fā)研究高度處理a21。并于1991年至1996年間

4、施行?；谑┬谐晒瑤讉€(gè)小規(guī)模自來水公司的凈水廠，以去除濁度為目的，引入微濾(f)和超濾(uf)作為凈水設(shè)施，并開始投入正式運(yùn)轉(zhuǎn)。3、凈化技術(shù)的要求1)、凈化技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)在凈化技術(shù)里，最重要的是首先尋求對(duì)原水中各類污染物質(zhì)的深度去除性能，并處理出有可信性和穩(wěn)定性的自來水。自來水原水的水質(zhì)條件由于水源關(guān)系經(jīng)常變化，且有時(shí)候受到突發(fā)污染事故的影響。原水污染到一定程度，就要提出澈底的處理方法。現(xiàn)實(shí)情況是，自來水廠為了尋得有效的技術(shù)措施，可同時(shí)采用幾個(gè)處理方法，以到達(dá)去除要求。處理設(shè)施不但簡易、容易管理，且占地要少，當(dāng)前這個(gè)要求很重要。另外還要對(duì)所處環(huán)境方面加以考慮。資源及能量消耗也是考慮的大事之一

5、。把這些條件并合到一起，最后以設(shè)施造價(jià)來綜合評(píng)估。在日本，當(dāng)前于從事建立自來水設(shè)施的方案和設(shè)計(jì)之時(shí)，欲得到的信息資料尚未到達(dá)充分公開的地步。假設(shè)這些信息得到公開，就可用上述的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從事更公正和更客觀的評(píng)議。根據(jù)評(píng)議結(jié)果，精選到最正確的凈化技術(shù)。2)、污染物質(zhì)和其去除技術(shù)在凈化處理上，作為去除對(duì)象的污染物質(zhì)，根本是為到達(dá)自來水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)質(zhì)水質(zhì)工程、監(jiān)測(cè)工程所要去除的污染物質(zhì)，和為到達(dá)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所要去除的氧化處理付產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)。作為水處理凈化特徵之一是，要將在原水中含有低濃度的諸多污染物質(zhì)同時(shí)有效地除去。實(shí)際上有大半污染物質(zhì)沒有超出污染標(biāo)準(zhǔn)要求，然而同時(shí)還是有一些工程超出標(biāo)準(zhǔn)要求。原水水質(zhì)由

6、于條件關(guān)系有很大變化，凈化處理不容易起到絕對(duì)有效的去除作用。日本執(zhí)行的自來水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，眾所周知是參照h飲用水水質(zhì)導(dǎo)那么而定的。此h導(dǎo)那么不僅根本10年修訂1次，而且在其中年份可隨時(shí)評(píng)議修正。目前日本基于新的毒性情報(bào)，對(duì)亞硝酸氮、鈾、多環(huán)芳香族、碳化氫、各種農(nóng)藥等正開始評(píng)議，以便進(jìn)一步對(duì)日本標(biāo)準(zhǔn)加以修正。1996年6月琦玉縣越生鎮(zhèn)發(fā)生由隱孢子蟲感染的集團(tuán)事故，如何凈化處理是自來水的一大課題，有關(guān)隱孢子蟲等病原性病蟲對(duì)人們安康起到多大風(fēng)險(xiǎn)的正確評(píng)價(jià)尚很困難，而且確立澈底的檢查方法也還沒有。因此在凈化處理上，認(rèn)為暫定濾出水濃度保持0.1底以下，可最大限度的保證平安。另外日本最近也特別集中注意于環(huán)境內(nèi)

7、分泌擾亂物質(zhì)，認(rèn)為這也是自來水應(yīng)關(guān)心的一件大事。3)副產(chǎn)物減低凈化技術(shù)上不可忽略的一個(gè)情況是，凈化處理使用的藥劑和其藥劑中余留的不純物質(zhì)，及伴隨生成的付產(chǎn)物的問題。這些問題一般在凈化處理中幾乎都會(huì)發(fā)生。氧劑處理產(chǎn)生三鹵甲烷即為典型的一例。一般使用凈化藥劑為，做凝聚劑的硫酸鋁和聚氯化鋁，做氧化劑和消毒劑的氯劑和次氯酸鈉，做ph調(diào)整劑的nah，做吸附劑的粉末活性炭等。少數(shù)使用的還有，做氧化劑的過錳酸鉀，做ph調(diào)整劑的a(h)2等。另外，最近在對(duì)待隱孢子蟲方面，為了更確切的使凝聚發(fā)生作用，采用了h2s4做ph的調(diào)整劑，這些凈化藥劑有不同品質(zhì)規(guī)格規(guī)定，應(yīng)使藥劑符合規(guī)格、使用合理，不會(huì)出現(xiàn)不純物的問題。

8、但是萬一投加率設(shè)定不準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)凈水水質(zhì)有影響，因此要求必須慎重操作，控制好投加率。在藥劑中鋁鹽有造成阿爾察默病的可能性應(yīng)該引起注意。日本凈化處理都用鋁化合物作為凝聚劑。假設(shè)不用該藥劑，就得實(shí)行大轉(zhuǎn)換。改用其他凝聚劑，也是一件不容易一時(shí)改變的問題。特別是，氯劑和臭氧等氧化劑反響性高，投加量過大會(huì)產(chǎn)生影響人體安康的有害物質(zhì)，必須是最小劑量的投加率。最近對(duì)使用i2、h22、氨等新的氧化劑和消毒劑進(jìn)展了討論，這些藥劑美國已在應(yīng)用。另外，利用以光觸媒反響的ti2觸媒進(jìn)展氧化處理的技術(shù)，期待著能得到卓越的處理效果。多數(shù)水廠都有付產(chǎn)物和不純物的問題，因此引入這些新技術(shù)之時(shí)，對(duì)其適用方面和適用條件明確其限制范

9、圍是重要的。從凈化處理的過程上看，以往多用氯劑等藥劑，這很明顯的與原水水質(zhì)惡化有親密關(guān)系。目前日本多數(shù)河道難以得到水質(zhì)良好的原水，到原水惡化到一定程度就不可防止的，要依賴凈水藥劑加以處理解決。但是，在這種情況下，非常必要竭力少用藥劑，特別希望開發(fā)能不用藥劑就能以解決的方法。在此意圖下，膜過濾技術(shù)為今后詳細(xì)解決的一個(gè)途徑。4)、監(jiān)測(cè)、控制技術(shù)凈化處理一定要根據(jù)處理方式，對(duì)水質(zhì)進(jìn)展適宜的監(jiān)測(cè)和控制。其中特別重要的儀器是計(jì)量設(shè)備和控制軟件。大型凈水廠采用這些設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上沒有問題，但小型凈水廠由于該類設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格高昂，在經(jīng)濟(jì)上不好做到。從這種情況看，中小型水廠與其必須置備依賴性高的監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備，莫

10、如廣招人才來得重要。因此，他們應(yīng)充分考慮技術(shù)人才的開發(fā)。通常水質(zhì)監(jiān)測(cè)工程，根據(jù)凈化水廠規(guī)模大小，從現(xiàn)實(shí)要求而定。根本監(jiān)測(cè)工程為：水溫、ph值和濁度。特別是凝聚劑投入量控制、消毒和氯劑處理的氯劑投入量控制和剩余氯劑濃度監(jiān)測(cè)等工程。前氯劑處理的場(chǎng)合，要監(jiān)測(cè)原水氨氮濃度和氯劑需求量。在臭氧處理的場(chǎng)合，要進(jìn)展對(duì)臭氯投加量的控制和剩余臭氧濃度的監(jiān)測(cè)。在這些工程之外，水位和流量的監(jiān)測(cè)和控制，當(dāng)然也是例行的工程。目前在監(jiān)測(cè)和控制這一方面上，使凝聚劑和氯劑等藥劑投加控制技術(shù)有所進(jìn)步。假設(shè)凝聚劑和氯劑簡易自動(dòng)控制可靠性高，凈化技術(shù)會(huì)因此改進(jìn)。以量測(cè)隱孢子蟲等原生蟲類而考慮的微粒子檢測(cè)器進(jìn)步精細(xì)性的技術(shù)也是重要的

11、課題。另外，假設(shè)更多的考慮采用膜過濾技術(shù)，膜的自動(dòng)藥劑沖洗技術(shù)和漏泄測(cè)定技術(shù)會(huì)很快的開發(fā)出來。環(huán)保商貿(mào)網(wǎng)5)排水處理技術(shù)考慮凈化處理之時(shí)，也要與凈水廠排水處理合并考慮。凈水廠排水的適當(dāng)處理，不僅只由考慮影響四周環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，且從水資源有效利用和從防止有著返送處理水的原水對(duì)凈化處理不良影響的觀點(diǎn)來看也是重要的。從現(xiàn)實(shí)情況看，到達(dá)產(chǎn)水量一定規(guī)模的凈水廠，一般將砂濾池的沖洗排水以及將沉淀池排泥進(jìn)展的固液別離水的這兩種上層清澄水回收利用。因此排水處理與凈水處理有著不可別離的關(guān)系。通過排水處理的水，進(jìn)而再進(jìn)展凈化處理是有可能的，它們的作用互相相成。當(dāng)前，有代表性的排水處理方法是，采用重力濃縮且速續(xù)機(jī)械

12、處理方法或陽光曝曬方法進(jìn)展脫水。但是重力濃縮效率不佳的居多。最近提出的新的膜別離濃縮技術(shù)引起給水界注目。采用的膜別離技術(shù)可以更澈底的進(jìn)展固液別離，它比之重力濃縮能得到更清澈的別離水，這種別離水回送到原水進(jìn)展凈化處理的影響擔(dān)憂少。即使排水有隱孢子蟲，經(jīng)過膜別離后的水回送到原水，也幾乎都被除掉。特別是，今后在凈化技術(shù)的開展上，凈水廠排水處理是要將固液別離的程度作為處理狀況的標(biāo)準(zhǔn)。目前污染的原水更需采用以上的方法。所觀察到膜過濾的例子，就是由于通過凈化處理，將原水中有害污染物質(zhì)，于排水處理中以高濃度濃縮而致。凈化處理去除假設(shè)盡可能做到澈底，那就是因?yàn)榕潘袧饪s作用得到的澈底。從而，今后在有關(guān)排水處理上，不單單的只為將固體物濃縮、別離，