中國飲用水的污染及其控制

中國飲用水的污染及其控制名字:蘇文學(xué)號:14609112摘要:我國水環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻,主要污染指標(biāo)為有機(jī)物和氨氮,對人體健康存在著直接和潛在的危害.生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂應(yīng)增加有機(jī)物綜合性指標(biāo),結(jié)合我國國情,該指標(biāo)以高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)為宜.新標(biāo)準(zhǔn)的提出對于我國的給水工作者是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,在技術(shù)上的對策包括預(yù)處理、深度處理、常規(guī)工藝的強(qiáng)化等,最經(jīng)濟(jì)可行的是后者中的強(qiáng)化混凝和強(qiáng)化過濾.關(guān)鍵詞:飲用水;水質(zhì);耗氧量;強(qiáng)化混凝;強(qiáng)化過濾1.我國河流湖泊的污染狀況我國1999年環(huán)境狀況公報在總結(jié)一年中取得的成績后指出:“據(jù)環(huán)境監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計,全國環(huán)境形勢仍然嚴(yán)峻,各項污染排放總量很大,污染程度仍處于相當(dāng)高的水平,一些地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量仍在惡化,相當(dāng)多的城市水、氣、聲、土壤環(huán)境污染仍較嚴(yán)重.”關(guān)于水環(huán)境狀況列出:“中國主要河流有機(jī)污染普遍,面源污染日益突出,遼河、海河污染嚴(yán)重,淮河水質(zhì)較差,黃河水質(zhì)不容樂觀,松花江水質(zhì)尚可,珠江、長城市的河段普遍受到污染.”公報指出:黃河、珠江、松花江、淮河、遼河主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、生化需氧量等.城市河段普遍受到污染.各城市典型水域仍以氨氮和有機(jī)污染為主.大型淡水湖泊太湖、滇池、巢湖等主要污染指標(biāo)為總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù).從公報可以看出,我國水環(huán)境污染以有機(jī)污染為主,主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù),氨氨等。2.飲用水中有機(jī)物污染及對人體健康的影響根據(jù)衛(wèi)生部中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生所于1985-1988年對全國2074個縣進(jìn)行的調(diào)查(統(tǒng)計時以耗氧量,即高錳酸鹽指數(shù),作為有機(jī)物綜合性指標(biāo),以3mg/L作為衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))耗氧量超標(biāo)率為13.3%;(其中自來水完全處理的超標(biāo)12.3%;部分處理的超標(biāo)6.65%;人力提水超標(biāo)16.7%).根據(jù)35個大城市1985-1994年的資料,供水的耗氧量合格率為77%,即有23%不合格.近年來水污染加重,耗氧量超標(biāo)將有增無減.統(tǒng)計分析結(jié)果表明,消化道疾病(包括肝癌)與耗氧量明顯成正相關(guān).飲用水中耗氧量高說明有機(jī)物量較多.在水凈化過程中,加氯消毒后的消毒副產(chǎn)物增多使水的致突活性增強(qiáng),有機(jī)物增多,對人體健康產(chǎn)生長期的影響.有機(jī)物對人體的危害,往往是滯后的,一般發(fā)現(xiàn)得病,要在20~30年后.現(xiàn)在沒發(fā)現(xiàn)的,不等于今后就不會發(fā)病.因此要重視研究有機(jī)物對人體健康的影響.3.生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂與有機(jī)物綜合性指標(biāo)的選擇3.1設(shè)立生活飲用水水源保護(hù)區(qū)水污染防治法第20條中規(guī)定省級以上人民政府可以依法劃定生活飲用水地表水源保護(hù)區(qū).生活飲用水地表水源保護(hù)區(qū)分為一級保護(hù)區(qū)和其他等級保護(hù)區(qū).在生活飲用水地表水源取水口附近可以劃定一定的水域和陸域?yàn)橐患壉Ｗo(hù)區(qū).在生活飲用水地表水源一級保護(hù)區(qū)外可以劃定一定的水域和陸域作為其他等級保護(hù)區(qū).各級保護(hù)區(qū)應(yīng)當(dāng)有明確的地理界線.3.2規(guī)定生活飲用水水源保護(hù)區(qū)的水質(zhì)2000年3月20日國務(wù)院發(fā)布了“中華人民共和國水污梁防治法實(shí)施細(xì)則”.細(xì)則第21條對防止地表水污染明確規(guī)定:生活飲用水地表水源一級保護(hù)區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),二級保護(hù)區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn).3.3生活飲用水中有機(jī)污染指標(biāo)的選擇由國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的2000年1月1日實(shí)施的修訂后的“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中Ⅱ類水域水質(zhì)中有關(guān)有機(jī)物綜合性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值有:化學(xué)需氧量(CODcr)15mg/L;生化需氧量(BOD5)3mg/L與高錳酸鹽指數(shù)4mg/L.這三項指標(biāo)中(CODcr)值在小于100mg/L時測定較困難,不易準(zhǔn)確;對于(BOD5),一般自來水部門不進(jìn)行測定,而且數(shù)值小時也不易測準(zhǔn);惟有耗氧量(CODMn)(即高錳酸指數(shù))容易測定,可操作性強(qiáng),且給水部門已經(jīng)公認(rèn)用作水源水質(zhì)的判別.雖然耗氧量作為生活飲用水水質(zhì)的一個檢驗(yàn)項目,但它不是一種具體的物質(zhì),也沒有對人體健康危害的具體數(shù)據(jù),而發(fā)達(dá)國家可以測出水中有毒有害有機(jī)物的含量,因此他們不采用耗氧量作水質(zhì)指標(biāo).有的國家用TOC(總有機(jī)碳)作水質(zhì)指標(biāo),但無具體數(shù)值,利用常規(guī)工藝是難以達(dá)到高要求的水質(zhì)的,必須要增加深度處理,采用活性炭技術(shù)來吸附有機(jī)物.若采用活性炭技術(shù),水價有所提高.經(jīng)過估算,只需增加0.15元/m3元;如采用臭氧-活性炭技術(shù),則需增加0.2元/m3.居民每月多花2~10元,飲用上好水,不僅樂于接受,而且也是可以承受的.水價必須按市場經(jīng)濟(jì)原則,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價,放開水價.水價政策不落實(shí),很難調(diào)動制水行業(yè)的積極性.提高水質(zhì),就要調(diào)整水價.對一些與生活飲用水水質(zhì)相同的企業(yè)如飲料、食品等行業(yè),也愿意多花一些錢使用好水.水價調(diào)整到一些工業(yè)企業(yè)認(rèn)為承受不了時,那么企業(yè)節(jié)水才有希望,才能認(rèn)真的搞好節(jié)水,使水盡其用,避免浪費(fèi).不能以低廉的水價去適應(yīng)工業(yè)對水的浪費(fèi),而應(yīng)讓工業(yè)企業(yè)通過節(jié)水來適應(yīng)提高后的水價.6.常規(guī)凈水工藝的改造方法凈水廠的改造有以下幾種方法:增加深度處理構(gòu)筑物,如活性炭吸附技術(shù);增加預(yù)處理構(gòu)筑物,如生物預(yù)處理(接觸氧化池或生物濾池);不增加常規(guī)工藝前、后的凈化構(gòu)筑物,在現(xiàn)有工藝上改造,如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過濾、優(yōu)化消毒;綜合采用前面的幾種技術(shù).活性炭吸附技術(shù)能夠有效地去除水中的有機(jī)物,并且可使致突活性從陽性轉(zhuǎn)為陰性,將是今后凈水廠應(yīng)首先考慮采用的深度處理技術(shù).這是今后發(fā)展的方向.基建每1m3/d的投資將在80-100元,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)將增加0.15元/m3左右.從目前來看,有些地區(qū)還難以實(shí)現(xiàn).生物預(yù)處理技術(shù)對氨氮、亞硝酸鹽氮有很好的去除(80%-95%)作用,對鐵、錳有相當(dāng)好的效果;對有機(jī)物(15%-20%)及對色、味也有一定效果,還能減少藥劑投加量.運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)便宜,需增加0.09元/m3,但基建面積較大,投資高,單位水量在100-120元經(jīng)濟(jì)可行的方法是在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造.采取強(qiáng)化混凝與強(qiáng)化過濾的辦法,不用增加構(gòu)筑物,因此改造單位水量(m3/d)費(fèi)用投資較少,只需20~25元,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用需要增加0.03-0.05元/m3.氨氮及亞硝酸鹽氮的去除效率約為80%,對有機(jī)物COD則為15%~20%.6.1強(qiáng)化混凝強(qiáng)化混凝有以下幾種方法:(1)多投加混凝劑使有機(jī)物的水化殼壓縮,水解的陽離子與有機(jī)物陰離子發(fā)生電中和,以消除有機(jī)物對無機(jī)膠體的影響,從而使無機(jī)膠體脫穩(wěn).(2)投加絮凝劑,增加吸附、架橋作用,使有機(jī)物易被絮體粘附而下沉.(3)投加氧化劑,使有機(jī)物氧化.(4)調(diào)整混合與絮凝反應(yīng)的時間,使藥劑充分發(fā)揮作用,即從水力條件上加以改進(jìn).(5)調(diào)整pH.一般有機(jī)物多時,pH值為5~6時效果良好.(6)根據(jù)試驗(yàn)研究,投加絮凝劑與改善水力條件共同進(jìn)行時能夠取得良好的效果,而且經(jīng)濟(jì)可行.6.2強(qiáng)化過濾濾池主要功能是發(fā)揮濾料與脫穩(wěn)顆粒的接觸凝聚作用而去除濁度、細(xì)菌.如果濾料洗滌不干凈,濾料表面就會積泥,預(yù)加氯時抑制了濾料中生物的生長,因此濾料層沒有或較少生物降解作用.如果不預(yù)加氯,濾料層中就會有生物作用,濾池出水中氨氮量有所降低,而亞硝酸鹽氮增加,就是具有亞硝酸鹽菌的結(jié)果.強(qiáng)化過濾就是讓濾料既能去濁,又能降解有機(jī)物,降解氨氮、亞硝酸鹽氮.這樣,就需要在濾料中培養(yǎng)生物膜,既要有亞硝鹽菌,又需有硝酸鹽菌,以使氨氮、亞硝酸鹽氮都得到有效去除.技術(shù)上的難點(diǎn)是:(1)選擇濾料(有利于細(xì)菌生長);(2)控制反沖洗強(qiáng)度,既能沖去積泥,又能保持一定生物膜;(3)要保證出水濁度小于1.0NTU;(4)要使濾池的微環(huán)境有利于生物膜成長;(5)其他技術(shù)問題,如沖洗水的強(qiáng)度、膨脹率等.凈水廠改造費(fèi)用見表1.依據(jù)是1993年12月中國建筑工業(yè)出版社出版的《給水排水工程概預(yù)算與經(jīng)濟(jì)評價手冊》中給水工程構(gòu)筑物技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),選取氣水反沖V型濾池作為生物陶粒池、雙閥濾池作為活性炭濾池投