應(yīng)對新的國家飲用水水質(zhì)標準的現(xiàn)有水廠工藝改造技術(shù)對策-清華大學-劉文君教授

應(yīng)對新的國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》的水廠現(xiàn)有工藝技術(shù)改造對策劉文君教授wjliu@清華大學環(huán)境科學與工程系飲用水安全研究所所長主要內(nèi)容《生活飲用水水質(zhì)標準》（GB5749－2006）的特點我國飲用水水源存在的問題現(xiàn)有工藝的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)水廠現(xiàn)有工藝改造的技術(shù)方案選擇《生活飲用水衛(wèi)生標準》（5749-2006）指標特點水質(zhì)指標：106項，其中常規(guī)42項，非常規(guī)64項。常規(guī)：42項，

1）微生物學：42）毒理學：15

無機物：12，有機物：33）感官和一般化學性：174）放射性：25）消毒劑：4《生活飲用水衛(wèi)生標準》（5749-2006）指標特點水質(zhì)指標：106項，其中常規(guī)42項，非常規(guī)64項。非常規(guī)：64項，

1）微生物學：2（兩蟲）

2）毒理學：59

無機物：9，有機物：503）感官和一般化學性：3

新舊標準對比增加了71項：微生物指標：2→6

消毒劑：1→4

毒理指標：無機物：10→21

有機物：5→53

感官性狀和一般理化指標：15→20修訂了8項：總大腸菌群：3CFU/L→不得檢出（CFU/100mL）砷：0.05mg/L→0.01mg/L

鎘：0.01mg/L→0.005mg/L

鉛：0.05mg/l→0.01mg/L

硝酸鹽：20mg/L→10mg/L

四氯化碳：0.003mg/L→0.002mg/L

渾濁度：3度→1NTU

總α放射性：0.1Bq/L→0.5Bq/L。

新標準的特點加強了對水質(zhì)有機物、微生物和水質(zhì)消毒等方面的要求

統(tǒng)一了城鎮(zhèn)和農(nóng)村飲用水衛(wèi)生標準基本實現(xiàn)了飲用水標準與國際接軌水源污染現(xiàn)狀水污染十分嚴重據(jù)2007年的《中國環(huán)境狀況公報》，全國197條河流407個地表水國控斷面中，III類以內(nèi)的水體只占49.9％，IV類和V類水體占26.5%，屬于劣V類水體占23.6％。其中城市河段的污染更為嚴重，地下水水質(zhì)在基本穩(wěn)定的基礎(chǔ)上有惡化趨勢，大部分城市和地區(qū)的地下水存在一定程度的點狀和面狀污染。主要污染物高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、石油類IIIIIIIVV劣V2461015>15水污染現(xiàn)狀湖、庫污染十分嚴重據(jù)2007年的《中國環(huán)境狀況公報》，全國28個國控重點湖、庫中，I類和II類占7.1％，III類以內(nèi)的水體只占21.4％，IV類占14.3%，V類占17.9％，有39.3%屬于劣V類水體。主要污染物總N、總P、藻類及其分泌物飲用水源中的主要污染物

耗氧量氨氮微量有機物致病微生物藻類嗅、味其它污染物給水處理的目的控制水傳播致病微生物（原生動物、細菌、病毒等）控制水中化學污染物（有毒物質(zhì)和致癌、致畸、致突的“三致”物質(zhì)）提高水的舒適度（色、嗅、味和口感等）給水處理傳統(tǒng)工藝混凝沉淀過濾消毒

傳統(tǒng)工藝是目前世界上應(yīng)用最廣泛的處理工藝。對普通的懸浮物、濁度、細菌、微生物等物質(zhì)有較好的去除效果。然而在微量有機污染物、新型致病微生物、消毒副產(chǎn)物控制等方面有較大的局限性，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的要求。常規(guī)工藝改進的必要性我國水源水質(zhì)已受到不同程度污染，污染成份越來越復復雜，短期內(nèi)不會有根本好轉(zhuǎn)。水質(zhì)標準越來越嚴格，水質(zhì)指標數(shù)量和限值都有大幅度提高。常規(guī)處理工藝(混凝沉淀、過濾、消毒)已無能為力，必須采用氧化、吸附、生物降解等新技術(shù)組成的綜合工藝才能制成安全干凈的生活飲用水。給水處理新工藝流程常規(guī)處理預處理深度處理消毒預處理工藝的類型

氯氣預氧化

化學氧化高錳酸鉀預氧化二氧化氯預氧化氧化法臭氧預處理

生物濾池預處理生物氧化生物接觸氧化

粉末活性炭吸附法粘土吸附給水處理新工藝(預處理)給水處理新工藝(預處理)常規(guī)凈水工藝的改進混凝與沉淀過濾生物濾池

強化過濾

炭砂過濾浮濾池翻板濾池

高密度澄清池

強化混凝（調(diào)pH、加助凝劑、增加混凝劑量）Actiflo澄清池微渦旋浮沉池

給水處理處理新工藝(深度處理)

活性炭吸附臭氧活性炭光催化氧化

微濾

超濾

深度處理膜過濾給水處理處理新工藝(消毒)

優(yōu)化氯消毒采用統(tǒng)合式（IDDF）消毒設(shè)計框架順序消毒技術(shù)紫外線復合消毒二氧化氯消毒臭氧消毒

優(yōu)化消毒TOC有機物分類POCNBDOCBDOCDOCAOCCOC不同工藝單元對有機物去除能力分子量區(qū)間混凝沉淀生物處理活性炭吸附10,000～100,000有效去除增加部分去除3000～10,000有效去除部分減少增加1000～3000部分去除部分去除有效去除500～1000增加部分去除有效去除<500基本無效有效去除部分去除不同工藝單元對有機物去除能力尺寸(

m)近似分子量10-310-210-1100101103104105106107108難降解有機物DDTPCBs等多糖(淀粉、纖維素、果膠)藻類、原生動物胞外梅細菌碎片有機碎片氮磷物富里酸菌膠團脂肪酸腐殖酸糖類蛋白質(zhì)氨基酸細菌烴類病毒親水酸粘土－腐殖質(zhì)－金屬復