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:蘇文學號:14609112摘要:我國水環(huán)境污染形勢嚴峻,主要污染指標為有機物和氨氮,對人體健康存在著直接和潛在的危害.生活飲用水水質(zhì)標準的修訂應增加有機物綜合性指標,結(jié)合我國國情,該指標以高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)為宜.新標準的提出對于我國的給水工作者是機遇與挑戰(zhàn)并存,在技術(shù)上的對策包括預處理、深度處理、常規(guī)工藝的強化等,最經(jīng)濟可行的是后者中的強化混凝和強化過濾.關(guān)鍵詞:飲用水;水質(zhì);耗氧量;強化混凝;強化過濾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)境形勢仍然嚴峻,各項污染排放總量很大,污染程度仍處于相當高的水平,一些地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量仍在惡化,相當多的城市水、氣、聲、土壤環(huán)境污染仍較嚴重.”關(guān)于水環(huán)境狀況列出:“中國主要河流有機污染普遍,面源污染日益突出,遼河、海河污染嚴重,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污染為主.大型淡水湖泊太湖、滇池、巢湖等主要污染指標為總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù).從公報可以看出,我國水環(huán)境污染以有機污染為主,主要污染指標為高錳酸鹽指數(shù),氨氨等。2.飲用水中有機物污染及對人體健康的影響根據(jù)衛(wèi)生部中國預防醫(yī)學科學院環(huán)境衛(wèi)生所于1985-1988年對全國2074個縣進行的調(diào)查(統(tǒng)計時以耗氧量,即高錳酸鹽指數(shù),作為有機物綜合性指標,以3mg/L作為衛(wèi)生標準)耗氧量超標率為13.3%;(其中自來水完全處理的超標12.3%;部分處理的超標6.65%;人力提水超標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,有機物增多,對人體健康產(chǎn)生長期的影響.有機物對人體的危害,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物對人體健康的影響.3.生活飲用水水質(zhì)標準的修訂與有機物綜合性指標的選擇3.1設立生活飲用水水源保護區(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區(qū).生活飲用水地表水源保護區(qū)分為一級保護區(qū)和其他等級保護區(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為一級保護區(qū).在生活飲用水地表水源一級保護區(qū)外可以劃定一定的水域和陸域作為其他等級保護區(qū).各級保護區(qū)應當有明確的地理界線.3.2規(guī)定生活飲用水水源保護區(qū)的水質(zhì)2000年3月20日國務院發(fā)布了“中華人民共和國水污梁防治法實施細則”.細則第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區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家“地表水環(huán)境質(zhì)量標準”Ⅱ類標準,二級保護區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家“地表水環(huán)境質(zhì)量標準”Ⅲ類標準.3.3生活飲用水中有機污染指標的選擇由國家環(huán)境保護總局發(fā)布的2000年1月1日實施的修訂后的“地表水環(huán)境質(zhì)量標準”中Ⅱ類水域水質(zhì)中有關(guān)有機物綜合性指標標準值有:化學需氧量(CODcr)15mg/L;生化需氧量(BOD5)3mg/L與高錳酸鹽指數(shù)4mg/L.這三項指標中(CODcr)值在小于100mg/L時測定較困難,不易準確;對于(BOD5),一般自來水部門不進行測定,而且數(shù)值小時也不易測準;惟有耗氧量(CODMn)(即高錳酸指數(shù))容易測定,可操作性強,且給水部門已經(jīng)公認用作水源水質(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)達國家可以測出水中有毒有害有機物的含量,因此他們不采用耗氧量作水質(zhì)指標.有的國家用TOC(總有機碳)作水質(zhì)指標,但無具體數(shù)值,利用常規(guī)工藝是難以達到高要求的水質(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)濟原則,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價,放開水價.水價政策不落實,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)認為承受不了時,那么企業(yè)節(jié)水才有希望,才能認真的搞好節(jié)水,使水盡其用,避免浪費.不能以低廉的水價去適應工業(yè)對水的浪費,而應讓工業(yè)企業(yè)通過節(jié)水來適應提高后的水價.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);增加預處理構(gòu)筑物,如生物預處理(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,如強化混凝、強化過濾、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,運轉(zhuǎn)費將增加0.15元/m3左右.從目前來看,有些地區(qū)還難以實現(xiàn).生物預處理技術(shù)對氨氮、亞硝酸鹽氮有很好的去除(80%-95%)作用,對鐵、錳有相當好的效果;對有機物(15%-20%)及對色、味也有一定效果,還能減少藥劑投加量.運轉(zhuǎn)費便宜,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)濟可行的方法是在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上進行改造.采取強化混凝與強化過濾的辦法,不用增加構(gòu)筑物,因此改造單位水量(m3/d)費用投資較少,只需20~25元,運轉(zhuǎn)費用需要增加0.03-0.05元/m3.氨氮及亞硝酸鹽氮的去除效率約為80%,對有機物COD則為15%~20%.6.1強化混凝強化混凝有以下幾種方法:(1)多投加混凝劑使有機物的水化殼壓縮,水解的陽離子與有機物陰離子發(fā)生電中和,以消除有機物對無機膠體的影響,從而使無機膠體脫穩(wěn).(2)投加絮凝劑,增加吸附、架橋作用,使有機物易被絮體粘附而下沉.(3)投加氧化劑,使有機物氧化.(4)調(diào)整混合與絮凝反應的時間,使藥劑充分發(fā)揮作用,即從水力條件上加以改進.(5)調(diào)整pH.一般有機物多時,pH值為5~6時效果良好.(6)根據(jù)試驗研究,投加絮凝劑與改善水力條件共同進行時能夠取得良好的效果,而且經(jīng)濟可行.6.2強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、細菌.如果濾料洗滌不干凈,濾料表面就會積泥,預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.強化過濾就是讓濾料既能去濁,又能降解有機物,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)上的難點是:(1)選擇濾料(有利于細菌生長);(2)控制反沖洗強度,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,如沖洗水的強度、膨脹率等.凈水廠改造費用見表1.依據(jù)是1993年12月中國建筑工業(yè)出版社出版的《給水排水工程概預算與經(jīng)濟評價手冊》中給水工程構(gòu)筑物技術(shù)經(jīng)濟指標,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