飲用水安全保障與深處理詳解演示文稿

飲用水安全保障與深度處理詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點（優(yōu)選）飲用水安全保障與深度處理目前二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點三大飲用水水質標準指標體系

目前國際上三種較權威的飲用水水質標準:WHO的《飲用水水質準則》、EC的《飲用水水質指令》、USEPA的《美國飲用水水質標準》。常規(guī)生活飲用水水質標準包括感官性狀、微生物指標、化學毒性指標和放射性指標,而為遏制水中消毒劑、消毒副產(chǎn)物、農(nóng)藥等物質的毒性危害,現(xiàn)行水質標準多將化學毒性指標分類列出。目前三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點目前四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點目前五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點三大飲用水水質標準特點

三大標準是目前國際上公認的先進、安全的水質標準,也是各國制定標準的基礎或參照,而這三部標準由于建立和使用地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境條件、科技力量等的差異而各具特點。

WHO《飲用水水質準則》作為一種國際性的水質標準,應用范圍廣,已成為幾乎所有飲用水水質標準的基礎,但它不同于國家正式頒布的標準值,不具有立法約束力,不是限制性標準。該標準是根據(jù)現(xiàn)有研究資料,經(jīng)多國家、多學科、多位專家的評定和判斷而建立的,制訂過程嚴謹,包含參數(shù)較多,具有自己的定量危險度的評價方法,代表了世界各國的病理學、健康學、水環(huán)境技術、安全評價體系的最新發(fā)展,涵蓋面廣泛,指標完整全面,參考意義重大。但是該標準推薦的標準值是從保護人類健康的宗旨出發(fā)的,不一定滿足水生生物和生態(tài)保護的要求。目前六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點三大飲用水水質標準特點EC《飲用水水質指令》重點體現(xiàn)了標準的靈活性和適應性,歐盟各國可根據(jù)本國情況增加指標數(shù),對濁度、色度等未規(guī)定具體值,成員國可在保證其他指標的基礎上自行規(guī)定。該標準將污染物分為強制性和非強制性兩類,在48項指標中有20項為指示參數(shù),并參照WHO《飲用水水質準則》引入了丙烯酰胺等有機物指標。既考慮了西歐發(fā)達國家的要求也照顧了后加入的發(fā)展中國家,同時兼顧了歐盟國家在南北地理氣候上的差別。

USEPA《美國飲用水水質標準》是在《安全飲用水法》的體系下制訂、完善和執(zhí)行的國家標準,具有立法的約束性,并針對某些參數(shù)制訂了相關條例。和其他標準比較,該標準在科學、嚴謹?shù)幕A上更加重視標準的可操作性和實用性,注重風險、技術和經(jīng)濟分析。該標準就微生物對人體健康的危害風險予以高度重視,微生物指標數(shù)多達7項。各項指標提出了兩個濃度值,即最大濃度值和最大濃度限值,最大濃度限值主要是為保障人體健康,并不涉及到污染物的檢出限和控制技術,具體執(zhí)行時采用最大濃度值。目前七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點我國生活飲用水水質標準的比較1976年衛(wèi)生部制定了我國第一個國家飲用水標準《生活飲用水衛(wèi)生標準》（TJ20-76），共有23項指標；1985年修訂為《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-1985），35項指標。此外，2001年6月，衛(wèi)生部頒布了《生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范》（2001），建設部也于2005年6月頒布實施《城市供水水質標準》（CJ/T206-2005），2007年7月1日，由國家標準委和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布了《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）強制性國家標準（新標準）。新《標準》具有以下三個特點：①加強了對水質有機物、微生物和水質消毒等方面的要求；②統(tǒng)一了城鎮(zhèn)和農(nóng)村飲用水衛(wèi)生標準；③實現(xiàn)飲用水標準與國際接軌。新《標準》水質項目和指標值的選擇，充分考慮了我國實際情況，并參考了WHO、EC、USEPA、俄羅斯和日本等國飲用水標準。目前八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點對我國現(xiàn)行水質標準的探討某些水質指標的限值仍值得研究

相對于衛(wèi)生部2001年發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》和建設部2005年實施《城市供水水質標準》，衛(wèi)生部2007年發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》指標更完備，限值上也作了適當調(diào)整，但有些指標的可操作性仍需商榷，這里以鎘、鉛和砷為例加以說明，其限值如表1所示。目前九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點目前十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點目前十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點目前十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點對我國現(xiàn)行水質標準的探討2水質標準力求完善化，標準修訂要實現(xiàn)制度化目前十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點對我國現(xiàn)行水質標準的探討3標準的執(zhí)行要統(tǒng)一，保障要有力目前十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點新國標（GB5749-2006）與舊國標（GB5749-85）的對比

指標分類舊國標新國標感官性狀和一般化學指標1520生物學指標26消毒劑14放射性指標22毒理性指標無機物15107422有機物552合計35106目前十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點——水質指標由GB5749-85的35項增加至106項，增加了71項；修訂了8項；——微生物指標由2項增至6項，增加了大腸埃希氏菌、耐熱大腸菌群、賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲；修訂了總大腸菌群；——飲用水消毒劑由1項增至4項，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；——毒理指標中無機化合物由10項增至21項，增加了溴酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、銻、鋇、鈹、硼、鉬、鎳、鉈、氯化氰；并修訂了砷、鎘、鉛、硝酸鹽；毒理指標中有機化合物由5項增至53項，增加了甲醛、三鹵甲烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、三溴甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、環(huán)氧氯丙烷、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯丁二烯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、2,4,6-三氯酚、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、三氯苯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰胺、微囊藻毒素-LR、滅草松、百菌清、溴氰菊酯、樂果、2,4-滴、七氯、六氯苯、林丹、馬拉硫磷、對硫磷、甲基對硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敵敵畏、草甘膦；修訂了四氯化碳；——感官性狀和一般理化指標由15項增至20項，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、鈉、鋁；修訂了渾濁度；——放射性指標中修訂了總α放射性。目前十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水及水源污染現(xiàn)狀

水資源危機已經(jīng)成為繼石油危機之后的第二大危機。我國淡水資源人均占有量2340m3，約為世界人均占有水量的1/4，被列為最貧水的13個國家之一。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是有機化工、石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、殺蟲劑及除草劑等生產(chǎn)工業(yè)的迅速發(fā)展，有機化合物的產(chǎn)量和種類不斷增加，各種生產(chǎn)廢水和生活污水未達到排放標準就直接進入水體，致使地下水源受到污染。

國家環(huán)?？偩痔峁┑馁Y料表明，2004年全國污水排放總量達到482億噸；全國七大水系中，一半以上河段受到不同程度的污染，達不到飲用水源的標準?；春印ⅫS河的污染出現(xiàn)反彈，淮河主要水質污染指標已達到或超過歷史最高水平，黃河干流一度有40％的河段水質為劣五類，基本喪失水體功能。全國70％以上的河流湖泊都遭受到不同程度的污染，特別是流經(jīng)城市的河段近90%都受到了污染，城市內(nèi)湖水質較差。地下水質污染仍十分嚴峻，2004年全國187個城市中，地下水污染減輕的有39個，污染加重的有52個，水質穩(wěn)定的有96個。目前十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水及水源污染現(xiàn)狀

飲用水源地水質差不但增加自來水的處理成本，而且一些難以去除的有毒有害污染物將直接危及人類健康。水利部的一份報告顯示：目前，全國農(nóng)村有3億多人飲水不安全，其中約有1.9億人飲用水有害物質含量超標，6300多萬人飲用高氟水，200多萬人飲用高砷水，3800多萬人飲用苦咸水。全國151個地表水源區(qū)有65.4％的人口飲用不符合生活飲用水水質標準的水，其中兩億人飲用大腸菌群超標水，1.64億人飲用有機污染嚴重水，與水源污染有關的疾病多達50余種，惡性腫瘤和肝炎的發(fā)病率呈明顯上升的趨勢。據(jù)聯(lián)合國公布的數(shù)據(jù)，全世界有11億人飲用受到污染的水，每天大約有6000名兒童死于不衛(wèi)生的水及其它環(huán)境問題所引起的疾病。飲用水的水質安全性值得憂慮。目前十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點水質污染事件事件發(fā)生時間受污染水源事件原因主要污染物2005-11松花江吉林石化公司雙苯廠發(fā)生火災爆炸苯、苯胺和硝基苯2005-12北江廣東韶關冶煉廠未按正常工序進行污水處理鎘2007-6太湖周邊企業(yè)長期非法排放廢水藍藻危害：松花江水體嚴重污染，哈爾濱市停水4天，造成負面國際影響；北江污染造成多城市停水，直接經(jīng)濟損失逾五千萬元，間接經(jīng)濟損失則超過一億元；太湖污染造成數(shù)百萬居民1周內(nèi)無法正常飲水。目前十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水安全的定義

飲用水安全包含如下兩方面的含義：（1）飲用水在使用中，水質不應該給人體帶來短期或長期的健康危害，即水在自然屬性上的安全性。（2）飲用水系統(tǒng)對遭受突發(fā)水質事故的威脅，包括事故性水質危害（自然災害、突發(fā)性水質污染事故、內(nèi)源性水質惡化、水廠運行事故）和破壞性水質危害（人為蓄意破壞、恐怖襲擊），應具有良好的預防、保護、應急和恢復功能，即供水在社會意義上的安全性。現(xiàn)行發(fā)達國家的飲用水安全保障技術更傾向于水區(qū)管理，通過制定各種政策對流域內(nèi)飲用水源水質進行保護，但是水源污染的消除并不是一朝一夕能解決的問題，而是一個長期的問題，對于已經(jīng)污染的水源，在一定時期內(nèi)還需要作為水源來供水，僅通過長期的水源治理不能保障出廠水的飲用水安全性。因此，對于水中的污染物質，世界上各國的研究機構致力于各種污染物質在水廠處理工藝中的去除技術研究。目前二十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水的安全性體現(xiàn)

飲用水的安全性主要體現(xiàn)在兩個方面：一種是飲用水中化學物質帶來的化學風險，二是飲用水中微生物帶來的生物穩(wěn)定性問題。飲用水的化學風險是指飲用水中大量微量有機物的存在所帶來的危害。據(jù)調(diào)查：我國以長江、黃浦江、嘉陵江、錢塘江等為水源的水廠出水中都檢測出了不同濃度的壬基酚類、酞酸酯類以及非離子表面活性劑等，污染水平與日本相近，高于歐美一些國家。北京市以永定河為水源的城子水廠常規(guī)工藝出水中檢出的有機物達38種之多，包括阿特拉津、鄰苯二甲酸酯及烷基酚類等。根據(jù)1985～1994年對全國35個大城市的調(diào)查結果顯示：供水耗氧量（即高錳酸鹽指數(shù)，反應水中有機物含量的綜合指標）的合格率僅為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。飲用水中耗氧量高說明有機物含量多，在凈水過程中，加氯消毒后生成的消毒副產(chǎn)物也會相應增多，致使水的致突變活性增強。許多地區(qū)飲用水的致癌致突變實驗都呈陽性，我國的上海、昆明、哈爾濱、沈陽、廣州、深圳等地均報道了飲用水致突變的陽性結果，飲用水中均含有移碼型直接致突變物。目前二十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水的安全性體現(xiàn)

新疆的塔什庫爾干、伽師等地飲用水致突變試驗也表明了水中含有對人體有明顯致突變和潛在致癌風險的有機污染物。事實證明：長期飲用這種富含微量有機物的水對人體健康是非常有害的。近年來，全國惡性腫瘤和肝炎的發(fā)病率呈上升趨勢，女性乳腺癌、子宮癌的發(fā)病率急劇上升，其中發(fā)病率最高的城市依次是：上海、北京、天津。此外，胎兒和嬰兒出現(xiàn)先天性畸形，發(fā)育不全和癡呆的病例也越來越多，所有這些都和飲用水的污染密切相關。另一方面，由于水源水的主要污染物就是氨氮和有機物，而常規(guī)工藝對二者的去除效果都不好，導致出廠水中存在可生物降解有機物和微生物可利用的氮、磷，這為管網(wǎng)中異養(yǎng)菌的生長繁殖提供了所需的營養(yǎng)基質，使出廠水中未被氯消毒殺死的細菌或其他途徑進入管網(wǎng)的細菌重新生長，增加了水生疾病傳播的風險。目前國外已經(jīng)在給水管道中檢出幾十種細菌，包括賈第蟲，軍團菌和隱孢子蟲等。大量的調(diào)查研究表明，管網(wǎng)系統(tǒng)污染是水生疾病爆發(fā)的主要原因之一。目前二十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水的安全性體現(xiàn)

世界衛(wèi)生組織在1996年對歐洲的277起水生疾病的調(diào)查表明，由于管網(wǎng)系統(tǒng)微生物再生而導致的水生疾病占43%。美國自1971年以來發(fā)生了113起由管網(wǎng)系統(tǒng)導致的水生疾病，共有498人住院，13人死亡。我國對供水量占全國42.44%的36個城市調(diào)查結果表明：出廠水中細菌總數(shù)僅為6.6個/L，而在管網(wǎng)水中已上升到29.2個/L，飲用水的生物穩(wěn)定性存在嚴重的隱患。目前二十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點傳統(tǒng)的凈水工藝

我國目前絕大多數(shù)自來水廠采用的仍然是傳統(tǒng)的凈水工藝，即“混凝－沉淀－過濾－消毒”。由于該常規(guī)凈水工藝的主要去除指標是濁度、色度和細菌學指標，因此它只能有效去除水中懸浮物、膠體物質、細菌和大腸桿菌等，而對氨氮和各種溶解性有機污染物的去除效果很差。具體表現(xiàn)在：

1、不能有效去除氨氮及有機污染物，尤其是溶解性有機物

2、不能有效去除藻類及藻毒素

3、加氯生成副產(chǎn)物，使出廠水致突變性增加

4、臭、味及內(nèi)分泌干擾物不能被去除

5、存在出廠水不穩(wěn)定及管網(wǎng)二次污染目前二十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水安全保障基本原則1公益性原則

水是人類共有的，它為每個人享用。它的自然屬性決定了它的公益性。我國提倡科學發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展，所謂可持續(xù)發(fā)展就是既滿足當代人的需求同時又不損害后代人的利益，飲用水安全保障的公益性就體現(xiàn)了這一點。2絕對優(yōu)先原則生命健康權是基本的人權，如何保障這項基本的人權，首先是應該保障飲用水的安全。只有絕對優(yōu)先的保護飲用水安全，才一能更好的落實人的其他權利的保護。絕對優(yōu)先原則是指在任何情況下，都要絕對的保護飲用水安全飲用水安全與生命健康密切相關，所以在保護飲用水安全上確立絕對優(yōu)先原則是必不可少的。

目前二十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水安全保障基本原則3安全原則

對個人來說生命健康至為重要，個人安全了，國家、世界、人類才有安全的可能。因此在飲用水安全保護中應當確立安全原則,確保人的生命健康，消除不安全因素。4公平原則由于自然的原因我國水資源的分配不公平，這種自然造成的不公平需要人為的調(diào)整為公平，使其合理,促進經(jīng)濟的發(fā)展。我國水資源的特點是南多北少，東多西少。在飲用水方面，城市飲用水安全指標高過農(nóng)村，水量的保障方面，城市優(yōu)于農(nóng)村，大城市優(yōu)于小城市，這是不合理的。人的生命健康是平等的，因此在飲用水安全保障上要貫徹公平原則，平等合理的保護每個人的生命健康。目前二十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點飲用水安全保障基本原則5國家扶持原則

國家扶持原則最主要的就是國家在飲用水保護方面給予的幫助和補償。國家的責任在于保護本國的國民安定祥和的生活，飲用水是否安全直接影響到人們的日常生活，飲用水的屬性決定了國家應當投入人力和物力來保障飲用水的安全。飲用水是全體人民的“共享資源”和“公共財產(chǎn)”，任何人不能對其占有、支配和損害。目前二十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點2、水處理安全保障技術2.1預處理技術2.1.1粉末活性炭吸附技術粉末活性炭對三氯苯酚、二氯苯酚、農(nóng)藥中所含有機物,三鹵甲烷及前體物以及消毒副產(chǎn)物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等等均有很好的吸附效果,對色、嗅、味的去除效果已得到公認。

粉末活性炭分為干式投加和濕式投加兩種，從凈水效果和操作環(huán)境考慮，推薦采用濕式投加。粉末活性炭的投加點一般是水廠進出口、快速混合處、反應池中段和濾池進口，其投加量根據(jù)水質的不同而變化較大。目前二十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點工程應用實例

（1）廣州市自來水公司石門水廠采用了濕式投加粉末活性炭工藝，由于水源水質受到嚴重污染,需要24h不間斷投加粉末活性炭，水廠的投加系統(tǒng)自動化程度較高,工藝流程見下圖：投加室工藝流程目前二十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點工程應用實例

石門水廠的主要工藝參數(shù):

炭漿濃度≤5%;

投加量為5～12mg/L;

炭粉粒徑為325目;

投加點于取水泵站吸水井處;

脈動氣力輸送裝置輸送炭粉能力為1.0m3/h;

除塵器處理風量為2500～3200m3/h;

除塵器尾氣排放粉塵含量<20mg/m3。目前三十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點工程應用實例

石門水廠粉末活性炭投加系統(tǒng)的工作流程如下:

①

操作工人往溶解池內(nèi)注入半池清水;

②

把袋裝粉末活性炭搬運到脈動氣力輸送裝置的倒料口;

③

打開倒料口與脈動氣力輸送裝置的貯料倉之間的電動閥門,同時啟動除塵器;

④

人工拆包把一定量的炭粉倒入輸送裝置的貯料倉(拆包引起的飛揚炭粉通過除塵器吸走),當活性炭分量達到要求后則關閉電動閥門;

⑤

啟動空壓機,往儲氣罐充氣,當儲氣罐內(nèi)壓力達到0.7MPa時開啟儲氣罐與脈動氣力輸送裝置之間的電磁閥,往輸送裝置的送料倉輸送壓力空氣;

目前三十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點工程應用實例

⑥

打開送料倉的氣刀,通過氣刀的啟、閉將活性炭粉料和壓力空氣通過管道送進溶解池;

⑦

啟動攪拌機,將活性炭粉料制成懸乳液(進入溶解池的壓力空氣通過除塵器過濾后從溶解池內(nèi)釋放出來);

⑧

待炭粉輸送完畢后關閉氣力輸送裝置和除塵器,然后通過壓縮空氣將過濾后粘在除塵器濾料上的炭粉抖落回至溶解池中,完成后關閉空壓機,再往溶解池內(nèi)注入清水,經(jīng)過充分攪拌后,制成質量分數(shù)為5%左右的活性炭懸乳液;⑨開啟螺桿輸送泵,把炭漿輸送到投加點進行投加并用螺桿輸送泵計量。目前三十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點工程應用實例（2）松花江水受到硝基苯污染后,采用活性炭強化常規(guī)的處理工藝，工藝流程圖如下：

混凝劑為聚合鋁鐵,投量為33～35mg/L;助凝劑為PPC,投量為0.3～0.4mg/L;粉末活性炭的投量為7mg/L。目前三十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點工程應用實例結論：①粉末活性炭吸附可使有機物的總含量顯著降低,而有機物種類的減少則主要依靠混凝沉淀和過濾工藝。投加粉末活性炭對控制脂肪烴、醛酮、酸酯類有機物最具優(yōu)勢,而混凝沉淀及過濾工藝對芳香烴、雜環(huán)烴、醇酚、酸酯類有機物的去除效果顯著。②投加粉末活性炭后原水中環(huán)境優(yōu)先控制有機物的種類并沒有減少,但總含量明顯降低,混凝沉淀、過濾工藝控制有機物總量的效果不明顯,投加粉末活性炭是控制水中有機物的關鍵措施。③硝基苯的去除主要依靠粉末活性炭的吸附作用完成。目前三十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點2.1.2化學預氧化技術

化學氧化預處理技術是指依靠氧化劑的氧化能力，分解破壞水中污染物的結構，達到轉化或分解污染物的目的。目前常用的化學氧化預處理方法有預氯化、高錳酸鉀鹽預氧化、臭氧預氧化、H2O2預氧化等?；瘜W預氧化的目的主要是為去除水中有機污染物和控制氧化消毒副產(chǎn)物，從而保障飲用水的安全性。此外還有除藻、除嗅和味、除鐵和錳、氧化助凝等作用。目前三十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

（1）預氯化技術

預氯化助凝效果非常好，在常規(guī)工藝之前加入一定量的氯氣，對夏季時節(jié)輸水管道以及凈水構筑物內(nèi)一些藻類的滋生具有很好的抑制作用。對葉綠素a的去除成效顯著，預氯化還可降低原水之中高錳酸鹽的指數(shù)以及氨氮的含量。（2）高錳酸鉀預氧化工藝

高錳酸鉀預氧化可以去除色嗅味，對一些藻類以及微生物也有很好的去除殺滅效果。通過大量的實驗驗證高錳酸鉀對顫藻具有很好的氧化效果，而且，對于氨氮以及原水中的物質，高錳酸鉀也有很好的去除作用。目前三十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

（2）高錳酸鉀預氧化工藝

當水體受到嚴重污染時，高錳酸鹽可以加速絮凝沉淀過程，提高混凝效率，降低出水濁度。高錳酸鉀投入之后會形成水合二氧化錳，水合二氧化錳會就此沉淀，因此，在進行后續(xù)工作的時候，需要加入澄清或過濾這一程序。高錳酸鉀預氧化工藝與其他工藝的聯(lián)用：高錳酸鉀與氯胺聯(lián)用使二者的協(xié)同作用得到有效的發(fā)揮，對飲用水的消毒處理有重大的作用；高錳酸鉀與活性炭的聯(lián)用，高錳酸鉀可以增強活性炭的吸附能力，活性炭可以吸收高錳酸鉀生成的副產(chǎn)物。對于高錳酸鹽復合劑預氧化技術來說，它是近幾年來，最為研究者所關注的。目前三十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

（2）高錳酸鉀預氧化工藝賓川縣二水廠近期處理規(guī)模為1萬m3/d,考慮原水水質惡化時,采取備用高錳酸鉀預氧化的強化常規(guī)水處理工藝，如下圖：

高錳酸鉀預氧化生產(chǎn)試驗研究中KMnO4的投加,采用自制PVC板箱(100cm?60cm?80cm)放于配水井邊,配制1.5%的KMnO4溶液,重力向原水中投加,根據(jù)燒杯試驗最佳投加范圍0.4~0.6mg/L進行投加。目前三十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化后,通過調(diào)整聚氧化鋁(PAC)的投加量,考察其對濁度的去除效果來研究高錳酸鉀預氧化的助凝效果。高錳酸鉀預氧化的助凝效果變化見圖2。

從圖2中能看到沉淀后濁度向下發(fā)生平移減小。高錳酸鉀預氧化對水中某些紫外吸收物質的分子結構有氧化作用,助凝能夠使沉后余濁下降,提高出廠水水質。目前三十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化對UV254、CODMn的去除效果見圖3和圖4。

目前四十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化后對UV254的平均去除率為69.7%,未預氧化情況下平均去除率為44.9%。投加高錳酸鉀預氧化后,CODMn的平均去除率為43.9%,投加高錳酸鉀預氧化后PAC的投加量減少。高錳酸鉀預氧化使UV254、CODMn的去除率明顯升高。目前四十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化對NH3—N的去除效果如圖5所示。

從圖5中可以看出采用高錳酸鉀預氧化,NH3—N的去除率明顯升高(NH3—N的平均去除率為35.3%,比未預氧化提高了19.5個百分點),PAC的最佳投加量減少。目前四十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化與僅投加PAC對藻類的去除效果對比見表2。

可以看出KMnO4投加量僅為0.5mg/L就能取得很好的除藻效果(對藻類去除率高錳酸鉀預氧化比常規(guī)處理高32.2個百分點,達到53.7%),而PAC的最佳投加量沒有改變。在KMnO4的氧化作用下,藻類和微生物細胞可分泌出生化聚合物[3]參與混凝過程,達到強化混凝、過濾的目的。目前四十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化連續(xù)運行對CODMn的處理效果見圖6。

試驗期間,原水CODMn為2.56~3.31mg/L,平均為2.92mg/L。由圖6可知,經(jīng)高錳酸鉀預氧化后出廠水CODMn為1.44~1.97mg/L,平均為1.64mg/L,平均去除率43.8%。從連續(xù)運行效果來看,高錳酸鉀預氧化對CODMn去除率保持在43%左右,出水水質穩(wěn)定,滿足國家標準。高錳酸鉀預氧化對CODMn去除效果較顯著。目前四十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

高錳酸鉀預氧化連續(xù)運行對NH3—N的處理效果見圖7。

從圖7可以看出,原水NH3—N為0.13~0.20mg/L,平均為0.16mg/L,經(jīng)高錳酸鉀預氧化后出廠水NH3—N為0.08~0.12mg/L,平均為0.10mg/L,平均去除率39.8%。從連續(xù)運行效果來看,高錳酸鉀預氧化對NH3—N的去除率保持在40%左右。目前四十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

（3）臭氧預氧化工藝

與其他常用的化學氧化劑相比,臭氧具有較強的氧化能力,可以氧化分解水中許多有機污染物,且具有殺菌、脫色、除藻和改善絮凝等作用。引黃水庫原水,重點考察了臭氧預氧化強化常規(guī)工藝的處理效果。目前四十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

試驗裝置設計處理水量為3m3/h。臭氧接觸氧化塔由不銹鋼材料制成,直徑為0.5m,高2.5m。采用臭氧發(fā)生器、制氧機現(xiàn)場制備臭氧,氣源為空氣,生成的臭氧化空氣通過射流器與原水充分混合并從接觸氧化塔底部進入,臭氧預氧化接觸時間為20min,預臭氧化出水經(jīng)水泵提升進入常規(guī)處理裝置,混凝劑通過計量泵投加。常規(guī)處理裝置沉淀區(qū)上升流速為2.0～2.5mm/s,過濾流速為10～14m/h,濾池沖洗過程中,氣洗強度為12～15L/(m2·s),水洗強度為10～13L/(m2·s),總停留時間為35～45min。目前四十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

臭氧預氧化-常規(guī)工藝各單元對濁度的去除效果見圖3。

研究結果表明臭氧氧化具有助凝作用，但試驗中發(fā)現(xiàn),臭氧預氧化對濁度去除作用不顯著。針對試驗中原水水質特點,臭氧投加量為1～1.5mg/L時,對濁度的去除效果最佳,去除率為96.5%～96.7%;臭氧投加量增加至2mg/L,濾后水濁度去除率降低,臭氧化對濁度去除的促進作用減弱。目前四十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

圖4、圖5所示為臭氧預氧化強化處理過程中,不同預臭氧投加量對原水中有機物去除效果的影響。

由圖4可知,臭氧預氧化對原水CODMn去除有一定的強化效果。隨著臭氧投加量的增加,預氧化出水CODMn的去除效果逐步減弱,但是臭氧投加量的增加改善了常規(guī)處理效果,并最終提高了濾后水CODMn的去除率,說明臭氧預氧化提高了常規(guī)工藝去除有機物的能力。目前四十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

常規(guī)工藝對UV254的去除率為24%，預臭氧化出水UV254的去除率隨著臭氧投加量的增加而穩(wěn)步提高。但是臭氧投加量的變化對后續(xù)工藝對UV254去除效果的影響不大,濾后水UV254去除率為30%～31.8%。分析認為,在低臭氧投加量條件下,臭氧預氧化的作用主要是部分氧化分解有機物,改善混凝條件,提高常規(guī)工藝對有機物的去除能力。目前五十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

原水經(jīng)過預臭氧化后,水中NH3-N含量有不同程度的升高,這是由于臭氧的強氧化性使水中部分其他還原性氮轉化為氨氮。但是預臭氧化后,常規(guī)工藝對NH3-N的去除率有一定提高,這可能是因為臭氧化能夠增加原水中溶解氧含量,促進砂濾池中硝化細菌對氨氮的去除。連續(xù)運行結果表明:未臭氧化常規(guī)工藝對NH3-N的去除效果不穩(wěn)定。目前五十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

預臭氧化可以改善混凝效果,有效提高常規(guī)工藝對葉綠素a的去除率,如圖7所示。未經(jīng)臭氧化常規(guī)工藝出水葉綠素a平均值為0.77μg/L,平均去除率為91%。臭氧投加量為1～1.5mg/L時,對葉綠素a的去除效果最佳,去除率為95.9%～96.4%;臭氧投加量增加到2mg/L時,對葉綠素a去除的促進作用降低,去除率為94.8%,說明臭氧投加量不宜過高,否則會使藻類細胞破裂,影響混凝沉淀效果,降低藻類去除率。目前五十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點2.1.3生物預處理技術

生物預處理主要是對原水進行曝氣或其他生物處理，去除水中氨氮和生物可降解有機物，包括生物接觸氧化池和曝氣生物濾池等。

生物預處理適合于水中有機污染物可生化性較強、無工業(yè)廢水污染的情況，對優(yōu)先污染物去除效果也不佳，且無法間歇運行等。其也可以解決原水中嗅味物質和藻類的間題。目前五十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點膳所給水廠原水水質面臨的主要問題是嗅味物質、藻類,選擇的是生物預處理膳所給水廠工藝流程示意目前五十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點2.2常規(guī)處理技術

“混凝—沉淀—過濾—消毒”可稱之為生活飲用水的常規(guī)處理工藝。我國以地表水為水源的水廠主要采用這種工藝流程,根據(jù)水源水質不同，尚可增加或減少某些處理構筑物。

原水加藥后，經(jīng)混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，而后通過沉淀池進行重力分離。過濾是利用粒狀濾料截留水中的構筑物，常置于混凝和沉淀構筑物之后，用以進一步降低水的渾濁度。完善而有效的混凝、沉淀和過濾，不僅能有效地降低水的濁度，對水匯總某些有機物、細菌及病毒等的去除也是有一定效果的。消毒是滅活水中致病微生物，通常在過濾后進行。目前五十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點常規(guī)工藝及各處理單元對有機物的去除能力的研究J水廠日供水量為30×10^4m3,水源為灤河水,采用常規(guī)處理工藝，如圖1:目前五十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

水廠采用預加氯除藻,預加氯濃度為4～5mg/L,一般保證反應池出水余氯量為210mg/L。水廠進水濁度為10NTU左右,CODMn為3～8mg/L。在混凝井處投加FeCl3混凝劑,投加量為6～7mg/L,最高可達20mg/L。采用水力混合方式,混合時間為5min。反應池為回轉式隔板絮凝池,水力停留時間為20min,流速為016～012m/s。沉淀池采用平流式沉淀池,沉淀時間為60min,水平流速為30～50mm/s,出水濁度<4NTU。濾池為煤砂快濾池,煤層厚為30cm,砂層厚為40cm,濾速為11～15m/h,出水濁度<1NTU。為保證出廠水余氯濃度在110mg/L左右,清水池前補氯加氨,氯氨質量比為4∶1。目前五十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

水廠進水和出水CODMn的含量及常規(guī)處理工藝對CODMn的去除率見圖2。進水CODMn的含量為2.80～6.39mg/L,平均為4.22mg/L;出水CODMn的含量為2.70～3.98mg/L,平均為3.20mg/L。

從圖2可以看出,不管進水CODMn濃度高低,出水CODMn濃度都保持在一定的水平,波動較小,平均為3.20mg/L。常規(guī)處理工藝對CODMn的去除率3.6%～45.8%,平均去除率為16.2%。一般的研究結果去除率為20%～30%,該水廠處理有機物的能力較低,這可能與該水廠采用平流式沉淀池有關。目前五十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

結合表1水廠取樣時的水溫,可以看出,水溫高時,CODMn去除率也高;水溫低時,去除率也低。這是因為CODMn的去除主要依靠混凝沉淀,水溫高,混凝效果好,則CODMn去除效果好;水溫低,混凝效果變差,不能形成良好的礬花,導致CODMn去除效果變差。

分析各工藝單元對CODMn的去除率可得,混凝沉淀起到主要的去除作用(占總去除率的77.1%～9710%,平均為80%),過濾單元CODMn的去除率較低(6.1%～28.6%,平均為20.7%)。石明巖通過小試和中試試驗也得出了同樣的結果,混凝沉淀環(huán)節(jié)去除CODMn占總去除率的80%～90%,過濾單元的去除率僅為10%左右。目前五十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

常規(guī)工藝單元水樣的AOC濃度與總去除率見圖3,可以看出9次取樣只有4次是正去除率,其余AOC濃度經(jīng)過常規(guī)處理工藝后均明顯增加?；炷恋韺OC的去除率為-255.7%～79.3%,過濾單元對AOC的去除率為-353.1%～67.5%,兩單元對AOC的去除作用均較小,可能與預氯化有關。常規(guī)處理工藝導致AOC增加的主要原因是氯的作用而使AOC增加,濾池出水處再次投加消毒劑,以保證出廠水的余氯量,也使AOC增長。目前六十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

常規(guī)工藝進出水的NPOC含量和總去除率見圖4。該常規(guī)處理工藝對NPOC的去除率為0.1%～24.1%,平均去除率為11.6%,COMMn的去除率接近?；炷恋韺POC的去除率為6.0%～25.0%,平均去除率為11.8%。過濾單元對NPOC的去除率為-1.2%～12.7%,平均去除率為4.7%,可以看出混凝沉淀起到主要去除NPOC的作用。目前六十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

整體看來,常規(guī)工藝對于NPOC的去除率較低,這是與常規(guī)工藝特性、水源水中有機物特性有關的。

國內(nèi)對于飲用水處理工藝對NPOC的去除效果研究較少,芬蘭有關的研究采用該指標近似代替DOC,國內(nèi)一般都采用DOC指標。

李爽對澳門以地表水為水源水的常規(guī)處理工藝進行了研究,結果表明出廠水中TOC濃度有所降低,去除率在5.3%～28.3%之間,平均值為16.3%。

常規(guī)處理工藝對COMMn去除效果較差,平均去除率為16.7%,且受到進水COMMn含量和水溫的影響,水樣COMMn含量高和水溫高時,COMMn的去除率高。常規(guī)處理工藝對NPOC的平均去除率為11.6%,效果較差。出COMMn和NPOC濃度都保持在一定的水平。常規(guī)工藝對AOC幾乎沒有去除作用,多數(shù)情況下出廠水AOC濃度在氯的氧化作用下升高,平均增加55.3%;出廠水AOC平均為160.63μg/L,屬于生物不穩(wěn)定飲用水。目前六十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點3、深度處理工藝3.1活性炭吸附吳舜澤研究發(fā)現(xiàn)，活性炭對相對分子量較大（500-3000）的有機物有很好的吸附效果，去除率一般為70%~80%，但是活性炭對飲用水中氯化產(chǎn)生的“三致”物質不能有效去除，特別是對鹵代烴前驅物和分子量大于3000的物質去除效果更差。當進水濁度高時，活性炭微孔極易被阻塞，導致吸附性能下降；隨著活性炭使用時間的延長，孔隙率及比表面積不斷下降，吸附容量也必然降低，活性炭的凈水效果會逐漸變差。目前六十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點活性炭吸附法適用于處理含汞量在5mg/l以下的廢水,某廠用活性炭處理含汞廢水的流程如下圖所示。

含汞廢水經(jīng)硫化鈉沉淀(同時投加石灰調(diào)節(jié)pH值,加硫酸亞鐵作混凝劑)處理后,仍含汞約1mg/l,高峰時達2～3mg/l,而允許排放的標準是0.05mg/l,所以需采用活性炭法進一步處理。由于水量較小(每天10～20m3),采取靜態(tài)間歇吸附池兩個,交替工作,即一池進行處理時,廢水注入另一池。每個池容積40m3,內(nèi)裝1m厚的活性炭。當吸附池中廢水進滿后,用壓力為294～392kPa的壓縮空氣攪拌30min,然后靜置沉淀2h,經(jīng)取樣測定含汞符合排放標準后,放掉上清液,進行下一步處理。目前六十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點3.2臭氧—生物活性炭技術（O3-BAC)(1)以現(xiàn)有凈水廠的濾后水為原水,其處理工藝流程和主要設備見圖1和表1。目前六十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

試驗用原水為砂濾池出水,取樣點設在加氯前,這樣有利于水中有機物的去除和減少鹵代物的生成,充分發(fā)揮臭氧和生物活性炭系統(tǒng)的處理功能,處理后再加氯消毒。其出水和加氯消毒后的水質均用色譜—質譜聯(lián)機測定。目前六十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點(2)在日本，越來越多的給水廠采用O3-BAC技術處理飲用水中有機物。其工藝流程如圖１所示。

芬蘭研究者發(fā)現(xiàn)，臭氧—雙級活性炭法對可同化有機碳有更好的處理效果（出水AOC<10μg·L?(‐1)。目前六十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

（3）阪神水道企業(yè)團豬名川給水廠采用中間O3-BAC工藝，該水廠原水由于有藻類產(chǎn)生異嗅味。由于廠區(qū)已沒有空間,所以將原平流沉淀池改為斜板,由此節(jié)省的空間用于O3-BAC。阪神水道企業(yè)團豬名川給水廠工藝流程示意目前六十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

O3-BAC技術由于綜合了物理吸附和生物降解兩種作用，可有效去除水中的有機物。但臭氧對一些農(nóng)藥類物質、有機鹵代物的分解效率很低，當原水中溴離子含量較高時，在一定條件下會形成溴酸鹽，還使腐殖質產(chǎn)生甲醛，兩者都有致突變性，這將是O3-BAC技術應用過程中值得高度關注的重要問題。

近年來，由于對飲用水的色度、金屬含量等的限制越來越嚴格，O3-BAC技術越來越受到重視。目前六十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點3.3膜分離技術按膜孔大小應用于飲用水處理的膜可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)。分離機理：

▼微濾和超濾過程只是簡單的機械篩分和擴散作用。通常,能截留分子量500以上、10^6以下的膜分離過程稱為超濾;

▼只能截留更大分子(通常被稱為分散顆粒)的膜分離過程被稱為微濾；

▼納濾膜具有離子選擇性,因此分離過程中除了包括物理截流和篩分作用外,靜電相互作用也起到不可估量的作用；

▼在反滲透過程中,占主導地位的分離機理為水優(yōu)先吸附毛細管流動溶解-擴散理論,即溶質的滲透分為兩個階段:首先溶質被膜吸收或溶解,然后經(jīng)擴散或對流通過膜。目前七十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點（1）山東長島南隍城納濾示范工程是將納濾新技術在高硬度海島苦咸水的實際應用。系統(tǒng)流程如圖1所示。

納濾膜技術截留性能好,操作壓力低,對水中含有的微量有機和無機物、微生物等常規(guī)工藝難以去除的有害物質處理效果好,不產(chǎn)生副產(chǎn)物,出水安全衛(wèi)生,是一種優(yōu)質的飲用水深度處理技術。目前七十一頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點（2）日本瀨尾給水廠采用中空醋酸纖維UF膜過濾系統(tǒng)瀨尾給水廠工藝流程示意目前七十二頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

膜裝置分為6組,每組包括20個膜組件。每個組件膜面積150m2,產(chǎn)水85m3/d,裝有0.8mm(內(nèi)徑)×1.3mm（外徑）的中空纖維膜絲2.4萬根,產(chǎn)水率為85%一90%。

膜過濾采用錯流方式,循環(huán)水與濾出水的比為1:1。每過濾60min反沖一次,沖洗1min。當膜壓差超過200kpa時實施在線化學清洗,無機物用（酸硫酸十有機酸）,有機物用次氯酸鈉清洗,一般化學清洗頻率為1年1次。該水廠工藝優(yōu)點：微生物安全性高,節(jié)省面積,自動化程度高。目前七十三頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.1

O3-BAC工藝簡介臭氧生物活性炭技術是20世紀六、七十年代首先從歐洲發(fā)展起來的一種飲用水深度處理技術。該工藝是采用臭氧氧化和生物活性炭濾池聯(lián)用的方法，將臭氧化學氧化、活性炭物理化學吸附、生物氧化降解幾種技術合為一體。其主要目的是去除原水中微量有機物和氯消毒副產(chǎn)物的前體物等有機指標，提高飲用水的安全性。目前七十四頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.2

O3-BAC工藝流程常規(guī)飲用水O3-BAC處理工藝目前七十五頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.3茅口水廠工藝流程前臭氧工藝流程取水口清水池管網(wǎng)二級泵房取水泵房斜管沉淀池濾池臭氧車間后加氯礬高錳酸鉀（應急）粉末活性炭（應急）粉末活性炭（應急）沖洗水箱活性炭吸附池提升泵房及臭氧接觸池液氧儲罐鼓風機房取水口清水池管網(wǎng)二級泵房取水泵房平流沉淀池濾池后加氯礬高錳酸鉀（應急）粉末活性炭（應急）粉末活性炭（應急）前臭氧補加氯補加氯目前七十六頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.4

主要工藝參數(shù)a.前加臭氧量0.5～1mg/L。b.臭氧-活性炭系統(tǒng)設計規(guī)模20萬噸/天，進水濁度<3NTU。c.臭氧接觸池分3次曝氣接觸，三階段反應，即三段式臭氧接觸池；后臭氧投加量為2.5～3mg/L，接觸時間13min。d.活性炭濾池采用序批式反沖洗池型，單格尺寸10×8m，面積80m2，空床濾速10.94m/h。填料層由上而下為：活性炭粒徑8～30目，厚度2.2m，空床停留時間12.1min；下設砂層，平均粒徑0.6mm，不均勻系數(shù)1.3，厚度0.5m；支承層D=2.0~16.0mm，厚0.45m。沖洗周期5～10d，沖洗歷經(jīng)氣沖、氣水混充、水沖三個階段，沖洗強度視沖洗頻率和

方式而定。目前七十七頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.5影響工藝處理效果的主要因素原水水質（主要是水中有機物的性質：DOC,AOC）前處理效果活性炭的特性操作條件（臭氧投加量控制、反沖洗方式、負荷等）溫度目前七十八頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.5影響工藝處理效果的主要因素目前七十九頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.5影響工藝處理效果的主要因素目前八十頁\總數(shù)九十四頁\編于二十一點

3O3-BAC工藝及其優(yōu)化

3.5影響工藝處理效果的主要因素目前八十一頁\總數(shù)九