第講飲用水安全消毒技術(shù)

1、第3講 飲用水安全消毒技術(shù),內(nèi)容：目前消毒技術(shù)存在的問(wèn)題，優(yōu)化氯消毒技術(shù)，二氧化氯消毒技術(shù)，臭氧消毒技術(shù)，紫外線消毒技術(shù) 。重點(diǎn)：目前消毒技術(shù)存在的問(wèn)題，優(yōu)化氯消毒技術(shù),4.1我國(guó)城鎮(zhèn)供水行業(yè)消毒技術(shù)現(xiàn)狀簡(jiǎn)述,1.氯消毒在給水處理中得到廣泛應(yīng)用消毒是給水處理工藝的重要組成部分。19世紀(jì)中葉，人類歷史上第一次將水質(zhì)與人體健康直接聯(lián)系起來(lái)，正是認(rèn)識(shí)到嚴(yán)重危害生命的霍亂、傷寒、痢疾等傳染病是微生物通過(guò)飲用水傳播的。上世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)氯可以滅活

2、水傳致病微生物后，氯消毒在給水處理中得到廣泛應(yīng)用，成為20世紀(jì)保護(hù)人體健康的重要技術(shù)進(jìn)步之一。,2. 氯消毒現(xiàn)狀目前我國(guó)各供水企業(yè)的水處理工藝普遍采用液氯作消毒劑，其優(yōu)點(diǎn)是成本低、投加設(shè)備簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)豐富．近年來(lái)余氯自動(dòng)檢測(cè)與加氯自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展迅速，特別是在大中型水廠得到廣泛應(yīng)用，部分中小型水廠則加氯技術(shù)相對(duì)落后，加氯不能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，使加氯量和余氯控制不能很好滿足水質(zhì)要求。較先進(jìn)水平的加氯機(jī)主要靠引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品。同時(shí)國(guó)

3、內(nèi)對(duì)加氯量的計(jì)算與發(fā)達(dá)國(guó)家有差距，不是按照滿足CT值的要求計(jì)算。,二氧化氯消毒在極少數(shù)小水廠有應(yīng)用，首家紫外線消毒于2019年底在大慶自來(lái)水公司建成投產(chǎn)?？傮w上氯消毒仍是絕對(duì)主流技術(shù)。,3.其它消毒方式的應(yīng)用,4. 2目前消毒技術(shù)存在的問(wèn)題,1．消毒效率問(wèn)題 目前執(zhí)行的國(guó)家法定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的規(guī)定為：加氯消毒要求游離余氯在與水接觸30min后不得低于0.3mg／L，管網(wǎng)末梢不低于0.05mg／L。,對(duì)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的規(guī)定為：加氯消毒

4、要求游離余氯在與水接觸30min后不得低于0.3mg／L，管網(wǎng)末梢不低于0.05mg／L。 表14．1中列出常規(guī)處理工藝難以解決的水質(zhì)問(wèn)題和可供選擇的主要處理方法。美國(guó)要求采用CT值來(lái)決定加氯量，在提高消毒效率的前提下減少氧耗，達(dá)到減少消毒副產(chǎn)物的目的。正在修訂的《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》提出氯消毒應(yīng)計(jì)算CT值，但未給出具體說(shuō)明,從上世紀(jì)70年代起，飲用水中不斷發(fā)現(xiàn)新的病源微生物，如微小似病毒、賈第蟲(chóng)、軍團(tuán)菌和隱孢子蟲(chóng)等。飲用水中越來(lái)越多

5、的致病微生物種類對(duì)飲用者健康構(gòu)成直接威脅，而且部分新型致病微生物如隱孢子蟲(chóng)等不能被氯殺死。為了保證飲用水的安全性，特別是考慮將來(lái)飲用水的直接飲用，采用更有效的消毒技術(shù)十分必要。,2．消毒副產(chǎn)物問(wèn)題 自上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)氯消毒產(chǎn)生有“三致作用”消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷以后，對(duì)氯消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物成為各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。越來(lái)越多的消毒副產(chǎn)物如三鹵甲烷、鹵己酸、鹵代腈、鹵代醛等在飲用水中被發(fā)現(xiàn)。三鹵甲烷和鹵乙酸由于其強(qiáng)致癌性已成為控制的主要目標(biāo)，而

6、且也分別代表了揮發(fā)性和非揮發(fā)性的兩類消毒副產(chǎn)物。,美國(guó)專門有消毒劑和消毒副產(chǎn)物法(D／DBPsRULE)對(duì)氯消毒劑和消毒副產(chǎn)物進(jìn)行了規(guī)定。我國(guó)國(guó)標(biāo)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—85)規(guī)定三氯甲烷不高于60μg/L。國(guó)內(nèi)自上世紀(jì)90年代以后對(duì)消毒副產(chǎn)物的研究推動(dòng)了消毒副產(chǎn)物列入新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)規(guī)范》中對(duì)三鹵甲烷、鹵乙酸、亞氯酸鹽、三氯乙醛都作了規(guī)定。建設(shè)部制定的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ／T 206—201

7、9)也對(duì)消毒副產(chǎn)物作了嚴(yán)格規(guī)定(見(jiàn)表21．1)。因此為了控制消毒副產(chǎn)物，對(duì)消毒技術(shù)的優(yōu)化十分必要。,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)消毒劑和消毒副產(chǎn)物的規(guī)定比較 單位：mg/L,注：中國(guó)的規(guī)定摘自《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ／T 206—2019),3．管網(wǎng)水質(zhì)生物穩(wěn)定性問(wèn)題由于出廠水中存在可生物降解有機(jī)物(Biodegradable Organic Matter，縮寫(xiě)為BDOM)，成為管

8、網(wǎng)中異養(yǎng)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，使出廠水中未被消毒殺死的細(xì)菌或其他途徑進(jìn)入給水管網(wǎng)的細(xì)菌重新生長(zhǎng)(Regrowth或aftergrowth)。部分細(xì)菌隨機(jī)附著在管壁上利用營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)生長(zhǎng)而成生物膜。,管壁生物膜可能成為管壁腐蝕和結(jié)垢的誘因。生物膜的老化脫落會(huì)惡化水質(zhì)，使用戶水水色度和濁度上升，細(xì)菌數(shù)增加，致病菌和條件致病菌生長(zhǎng)，最終惡化水質(zhì)。管壁結(jié)垢和腐蝕會(huì)降低管網(wǎng)過(guò)水能力，增加二級(jí)泵站動(dòng)力消耗，引起水在管道里的跑冒滴漏，嚴(yán)重時(shí)造成爆管

9、事故。因此，作為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的有機(jī)物存在于給水管網(wǎng)中將給管網(wǎng)和管網(wǎng)水質(zhì)帶來(lái)嚴(yán)重影響。,4. 3 消毒技術(shù)發(fā)展目標(biāo),1．建立科學(xué)的消毒評(píng)價(jià)指標(biāo)體系消毒是保證飲用水水質(zhì)安全可靠的重要手段，因此基于現(xiàn)代水處理科學(xué)和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，對(duì)消毒單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系必須同時(shí)考慮微生物學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)、生物穩(wěn)定性指標(biāo)，使消毒的綜合效果達(dá)到最佳。,微生物學(xué)指標(biāo)要重點(diǎn)突出飲用水中可能出現(xiàn)的、對(duì)人體健康有直接或者間接危害的微生物，包括致病菌、病毒、原生動(dòng)物等

10、。這些微生物指標(biāo)的測(cè)定還必須具有可操作性，相對(duì)簡(jiǎn)單易行，便于在全國(guó)供水企業(yè)推廣。建設(shè)部制定的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 (LJ／T206－5001)對(duì)微生物學(xué)指標(biāo)已有新的規(guī)定，包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸桿菌群、余氯、二氧化氯、糞型鏈球菌群、藍(lán)氏賈第鞭毛蟲(chóng)孢囊和隱孢子蟲(chóng)卵囊。根據(jù)科學(xué)發(fā)展，這個(gè)名單還應(yīng)該不斷與時(shí)俱進(jìn)，作出調(diào)整。,毒理學(xué)指標(biāo)也應(yīng)消毒副產(chǎn)物反應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)的新進(jìn)展。中國(guó)城鎮(zhèn)供水協(xié)會(huì)應(yīng)該建立全國(guó)性的飲用水消毒副產(chǎn)物信息網(wǎng)，根據(jù)各個(gè)地區(qū)供水企業(yè)

11、檢測(cè)到的消毒副產(chǎn)物和其潛在的危害對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的消毒副產(chǎn)物名單及時(shí)作出調(diào)整。未來(lái)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該是一制定就實(shí)行很長(zhǎng)時(shí)間，而是應(yīng)該根據(jù)研究的新發(fā)現(xiàn)不斷更新、調(diào)整。就消毒副產(chǎn)物而言，盡管目前美國(guó)和中國(guó)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氯代消毒副產(chǎn)物的規(guī)定只有三鹵甲烷和鹵乙酸兩類，,,實(shí)際上研究發(fā)現(xiàn)的消毒副產(chǎn)物名單很長(zhǎng)，比較重要的有： 三鹵甲烷(THMs) 鹵乙酸(Haloaceticacids) 鹵代醛(Haloacetaldehydes)

12、 鹵代腈(Haloacetonitriles) 鹵代酮(Halopropanones) 鹵代硝基甲烷(Halonitromethanes) — 鹵代氰(Halocyanogens) 無(wú)機(jī)副產(chǎn)物(亞氯酸鹽、澳酸鹽等),,生物穩(wěn)定性指標(biāo)目前還未有定論，但隨著研究的深入預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)會(huì)有比較一致的看法。因此未來(lái)的消毒評(píng)價(jià)體系也應(yīng)充分考慮生物穩(wěn)定性指標(biāo)。,2．建立科學(xué)的消毒單元設(shè)計(jì)和運(yùn)行方法 消毒

13、單元的設(shè)計(jì)和運(yùn)行必須同時(shí)考慮提高消毒效果(即提高對(duì)致病微生物的控制水平)、減少消毒副產(chǎn)物、提高水質(zhì)生物穩(wěn)定性。國(guó)外最新的消毒設(shè)計(jì)和運(yùn)行工具——綜合消毒設(shè)計(jì)框架(IDDF，Integrated Disinfection Design Frameworks)就是這樣一種新的方法，在美國(guó)這個(gè)設(shè)計(jì)框架將會(huì)被用來(lái)代替地表水處理法(SWTR)中關(guān)于消毒的指導(dǎo)原則。,最初的IDDF產(chǎn)生只包括三個(gè)部分；反應(yīng)器水力特性、消毒劑的需求／消耗動(dòng)力學(xué)、消毒動(dòng)力

14、學(xué)。但最初的IDDF存在一定的局限。新的全面的1DDF模型包括：反應(yīng)器水力特性、消毒劑的需求／消耗動(dòng)力學(xué)、消毒副產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)和消毒動(dòng)力學(xué)。圖21.2便是其內(nèi)容的示意圖。,,IDDF模型的建立是基于具體的用戶的實(shí)際數(shù)據(jù)而定的。首先確定的是反應(yīng)器的水力特性，然后是消毒劑的需求和消耗動(dòng)力學(xué)，消毒動(dòng)力學(xué)和消毒副產(chǎn)物形成動(dòng)力學(xué)。這種方法建立起來(lái)的模型需要處理離散的水力數(shù)據(jù)。,,具體的模型應(yīng)用是由用戶提供的數(shù)據(jù)、每個(gè)子模型整合而成一個(gè)完整的lDD

15、F。病菌的滅活計(jì)算是基于從水力學(xué)、消毒劑的需求和消耗動(dòng)力學(xué)、消毒動(dòng)力學(xué)模型中的輸人數(shù)據(jù)。而消毒副產(chǎn)物的計(jì)算則是基于具體的水質(zhì)和消毒副產(chǎn)物形成模型。,,這些模型提供了三種不同水平以給不同要求的用戶：基礎(chǔ)：IDDF模型的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用，只需輸人參數(shù)，不需要實(shí)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)：IDDF模型最昔遍的應(yīng)用，輸入模型的數(shù)據(jù)需要做一些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。高級(jí)：運(yùn)用IDDF模型以實(shí)現(xiàn)顯著的提高，需要專家來(lái)發(fā)展參數(shù)輸入模型。IDDF模型應(yīng)該成為我國(guó)未來(lái)氯消毒設(shè)計(jì)和運(yùn)

16、行的原則。,3. 改進(jìn)消毒技術(shù)，全面提高飲用水水質(zhì)為了全面提高飲用水水質(zhì)，在優(yōu)化氯消毒的前提下，還要研究新的消毒方式，以克服氯消毒的缺點(diǎn)。目前二氧化氯、臭氧和紫外線消毒都是可能的選擇之一，但紫外線消毒技術(shù)是最有前途的技術(shù)之一，因?yàn)樽贤饩€消毒不產(chǎn)生副產(chǎn)物，對(duì)抗氯型的隱孢子蟲(chóng)和賈第蟲(chóng)都有好的消毒效果。因此應(yīng)該重點(diǎn)研究紫外線消毒在飲用水處理中的應(yīng)用特點(diǎn)。,消毒的首要目的是控制致病微生物的傳播。一般情況下，致病微生物的風(fēng)險(xiǎn)比消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)要

17、大得多，因此消毒技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化首先應(yīng)該將控制致病微生物放在第一位。在此前提下，采取技術(shù)手段，控制消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。,4.4改進(jìn)清水池設(shè)計(jì)，以Ct10值作為設(shè)計(jì)依據(jù),1.清水池設(shè)計(jì)的改進(jìn)成為減少消毒副產(chǎn)物的重要手段清水池是給水廠處理工藝的的重要組成部分。通常清水池主要起水量調(diào)節(jié)和消毒反應(yīng)器的作用。但隨著近幾年對(duì)管網(wǎng)水質(zhì)的重視，清水池作為保證管網(wǎng)水質(zhì)的一個(gè)處理單元的重要作用越來(lái)越明顯。特別是世界范圍內(nèi)對(duì)消毒副產(chǎn)物控制的重視，使清水池設(shè)計(jì)

18、的改進(jìn)成為減少消毒副產(chǎn)物的重要手段。,2. t10／T是衡量清水池水力特性的重要參數(shù)。 按照Chick—Watson消毒公式(公式21．1)，消毒效果跟CT值(C為消毒劑濃度，T為消毒反應(yīng)時(shí)間)成正比。因此美國(guó)有關(guān)飲用水處理的法律專門規(guī)定消毒設(shè)計(jì)必須以CT值作為設(shè)計(jì)依據(jù)。其中C是反應(yīng)時(shí)間T后的剩余消毒劑濃度(氯消毒即為余氯)，單位mg／L，T為反應(yīng)時(shí)間，單位：min。而且要求T必須用t10，不能用水力停留時(shí)間T＝V／Q。t10必須通過(guò)

19、示蹤試驗(yàn)或根據(jù)清水池布置對(duì)水力停留時(shí)間乘以相應(yīng)的系數(shù)。t10／T是衡量清水池水力特性的重要參數(shù)。,二氧化氯消毒在極少數(shù)小水廠有應(yīng)用，首家紫外線消毒于2019年底在大慶自來(lái)水公司建成投產(chǎn)?？傮w上氯消毒仍是絕對(duì)主流技術(shù)。,3.其它消毒方式的應(yīng)用,,保持管網(wǎng)足夠的余氯并不能完全抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，只要有機(jī)營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)存在，即使保持較高的余氯量細(xì)菌仍會(huì)在管網(wǎng)繁殖。而且加氯量的增加將引起氯代消毒副產(chǎn)物的增加，使飲用水的安全性下降。,,國(guó)內(nèi)已經(jīng)在北京供水企業(yè)

20、、深圳供水企業(yè)、成都供水企業(yè)、天津供水企業(yè)等進(jìn)行了這方面的研究，證實(shí)必須重視管網(wǎng)水質(zhì)生物穩(wěn)定性對(duì)水質(zhì)的影響。關(guān)于制定AOC的標(biāo)準(zhǔn)和降低AOC的措施，也在研究中。國(guó)家“863”高科技攻關(guān)項(xiàng)目“南方地區(qū)安全飲用水保障技術(shù)”、“北方地區(qū)安全飲用水保障技術(shù)”、“太湖地區(qū)安全飲用水保障技術(shù)”都將飲用水生物穩(wěn)定性和管網(wǎng)水質(zhì)作為重要的研究?jī)?nèi)容。氧消毒時(shí)與有機(jī)物的反應(yīng)能使AOC顯著增加，從而帶來(lái)副作用。氯消毒、消毒副產(chǎn)物和生物穩(wěn)定性的相互影響關(guān)系可由圖

21、21．1表示。因此消毒技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展成為十分緊迫的問(wèn)題。,在初步分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步通過(guò)模型試驗(yàn)來(lái)確定處理工藝以及主要參數(shù)，并應(yīng)重視實(shí)地和資料調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)工程的設(shè)計(jì)與運(yùn)行情況以及對(duì)應(yīng)的工程建設(shè)背景和條件等，通過(guò)全面客觀地總結(jié)現(xiàn)有工程的經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)本地的工程實(shí)踐。 總之，由于科技進(jìn)步，使給水處理技術(shù)與工藝不斷地發(fā)生變化，新技術(shù)被提出和得到應(yīng)用或使現(xiàn)有工藝更加高效和經(jīng)濟(jì)。,3.2 預(yù)處理技術(shù)與工藝3.2.1 生物預(yù)處理,

22、“八五”和“九五”期間，我國(guó)對(duì)各種生物預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，總體上講，生物預(yù)處理能有效去除原水中可生物降解有機(jī)污染物，CODMn去除率一般為15％～20％。對(duì)氨氮和亞硝酸鹽去除而言，生物預(yù)處理的去除率較高，一般可達(dá)80％以上。另外，生物預(yù)處理還能不同程度地去除原水中的鐵、錳，色、嗅及濁度。,當(dāng)水中有機(jī)污染物可生化性較強(qiáng)時(shí)，采用生物預(yù)處理可明顯地提高 水質(zhì)，但對(duì)于受工業(yè)廢水污染、可生化性較低的原水，生物預(yù)處理除污染效率較低。對(duì)于北方地

23、區(qū)，由于冬季水溫低，處理效果會(huì)下降。各供水企業(yè)在進(jìn)行生物預(yù)處理方案論證時(shí)，應(yīng)充分利用我國(guó)在“八五”和“九五”期間在該領(lǐng)域的研究成果，并結(jié)合原水水質(zhì)特征，進(jìn)行必要的模擬試驗(yàn)，確定生物預(yù)處理的工藝適用性、池型及設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)。,如果原水受生活污水污染，有機(jī)物和氨氮較高(接近或超過(guò)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2019)中的Ⅲ類水體的上限值)，與增加臭氧—活性炭深度處理相比，一般講，選用生物預(yù)處理是解決該類水質(zhì)問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)合理的選擇

24、方案。,各供水企業(yè)在選擇生物預(yù)處理池型時(shí)，應(yīng)從生物濾池和生物接觸氧化兩種方式中，結(jié)合具體情況，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，加以比選。前者以生物陶粒濾池及輕質(zhì)懸浮濾料濾池為代表，其中，生物陶粒濾池在北京、深圳等多處進(jìn)行過(guò)大量小試、中試，在蚌埠第二水廠、上海周家渡水廠進(jìn)行了生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)，積累了較深入與完整的研究與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而輕質(zhì)懸浮濾料濾池則在上海徐涇自來(lái)水廠實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。后者在寧波梅林水廠、合肥第四水廠、上海惠南水廠等地有實(shí)際應(yīng)用，具有較成熟的

25、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。,3.2.2 粉狀活性炭技術(shù),粉狀活性炭在國(guó)外已有較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史，早在上世紀(jì)20年代末就開(kāi)始使用粉末活性炭去除水中的嗅味，目前在美國(guó)、歐洲以及日本等國(guó)已得到了普遍應(yīng)用。在我國(guó)，粉末活性炭也已經(jīng)在一些水廠得到應(yīng)用。粉末活性炭能夠顯著改善水的色嗅味，對(duì)分子量為1000～5000的有機(jī)物有較好的去除效果，對(duì)于分子量較小的有機(jī)物，吸附效果往往隨有機(jī)物性質(zhì)的不同而差別較大。,粉狀活性炭與粒狀活性炭相比具有基建與設(shè)備投資少，使

26、用靈活，管理方便等特點(diǎn)，特別適用于季節(jié)性短期污染高峰負(fù)荷的水質(zhì)凈化。在水源受污染較重的季節(jié)，投加粉狀活性炭可作為應(yīng)急措施。,粉末活性炭可采用干式投加和濕式投加兩種，一般干式投加采用于式投加機(jī)，濕式投加采用計(jì)量泵．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(diǎn)一般是水廠進(jìn)水口、快速混合處、反應(yīng)池中段和濾池進(jìn)口，粉末活性炭的投加量根據(jù)水質(zhì)的不同而變化較大，通常為5～50mg／L。 粉末活性炭可與硅藻土、高錳酸鉀等藥劑聯(lián)用

27、，節(jié)省投加量，井能取得更好的處理效果。,3.3 深度處理技術(shù)3.3.1 臭氧技術(shù),1．臭氧技術(shù)的基本特點(diǎn)臭氧最早應(yīng)用于飲用水處理中是作為一種消毒劑，但由于飲用水水源污染程度的加劇，使臭氧作為氧化劑在飲用水處理中的研究和應(yīng)用受到普遍重視，臭氧應(yīng)用范圍也更加廣闊。,臭氧技術(shù)應(yīng)用于除污染工藝中的位置有三種：絮凝前(通常稱為預(yù)臭氧)、砂濾池前、活性炭濾池前(通常稱為主臭氧)，其中在砂濾池前投加臭氧，由于絮凝沉淀中去除了部分可氧化物質(zhì)，

28、因此臭氧投加量可以降低，并且有利于提高砂濾池的過(guò)濾效率，但對(duì)于改善絮凝效果和避免沉淀池藻類生長(zhǎng)則不起作用。本文重點(diǎn)介紹預(yù)臭氧和主臭氧的應(yīng)用。,2．臭氧技術(shù)的適用范圍(1)改善水質(zhì)的感官指標(biāo) 臭氧對(duì)色度和嗅味的去除有很高的效率，改善水質(zhì)嗅味等感官指標(biāo)是臭氧技術(shù)應(yīng)用的主要目的。(2)控制藻類 預(yù)臭氧化能滅活藻細(xì)胞，使失活或死亡藻細(xì)胞易于通過(guò)瓤凝沉淀去除．但高濃度臭氧會(huì)導(dǎo)致藻細(xì)胞溶裂，細(xì)胞內(nèi)有毒物質(zhì)溶出。因此，預(yù)臭氧投加量不宜過(guò)大。,

29、(3)助疑 預(yù)臭氧化可降低達(dá)到相同濾后水濁度下的最佳混凝劑量，或提高一定絮凝劑下的濁度去除率，延長(zhǎng)濾池過(guò)濾周期。但預(yù)臭氧化的助凝作用取決于原水水質(zhì)，如原水TOC、硬度、濁度、藻類種屑和數(shù)量等。通常，當(dāng)原水硬度較高、有機(jī)物濃度較低時(shí)，預(yù)臭氧化表現(xiàn)出一定的助凝效果。,(4)氧化天然有機(jī)物 通常臭氧投量條件下，主臭氧與有機(jī)物反應(yīng)不能將有機(jī)物直接氧化成C02和H20，而是氧化成中間產(chǎn)物，結(jié)果是有機(jī)物數(shù)量增多，分子量減小，可生化性增加，這時(shí)臭

30、氧工藝需要與活性炭工藝聯(lián)用。臭氧氧化天然有機(jī)物不應(yīng)作為臭氧技術(shù)應(yīng)用的首要任務(wù)。,(5)控制氯化消毒副產(chǎn)物 臭氧化通過(guò)兩個(gè)途徑控制DBPs：一是直接去除DBPs的前驅(qū)物質(zhì)；二是轉(zhuǎn)化前驅(qū)物質(zhì)，從而利于后續(xù)工藝的協(xié)同去除。應(yīng)當(dāng)注意的是，臭氧化工藝可以氧化鹵乙酸，但不能氧化三鹵甲烷。因此，如果采用了預(yù)氯化，生成的三鹵甲烷不能被后續(xù)臭氧工藝去除。,(6)去除微污染物 由于微污染物濃度低，在預(yù)臭氧化階段總有機(jī)物濃度高，因此微污染的去除主要通過(guò)主

31、臭氧化階段。當(dāng)水中存在高穩(wěn)定性有機(jī)物(如農(nóng)藥)，采用臭氧催化氧化等高級(jí)氧化技術(shù)，通過(guò)引發(fā)羥基自由基提高對(duì)水中有機(jī)物的分解效率和臭氧轉(zhuǎn)移效率。,(7)消毒 臭氧殺滅病毒的能力極強(qiáng)，主要是通過(guò)臭氧破壞其蛋白質(zhì)殼體而致病毒滅活，主臭氧對(duì)隱孢子蟲(chóng)和賈第鞭毛蟲(chóng)具有較好的滅活效果。,3．臭氧技術(shù)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀臭氧技術(shù)在歐美等國(guó)在飲用水除污染方面的工程應(yīng)用已經(jīng)很普遍，技術(shù)與工程經(jīng)驗(yàn)相對(duì)成熟和豐富。我國(guó)從上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始利用臭氧技術(shù)處理受污

32、染飲用水的研究工作，但限于經(jīng)濟(jì)等原因，臭氧技術(shù)的工程應(yīng)用還很有限。,為提高臭氧化效果，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外逐漸開(kāi)展了臭氧與過(guò)氧化氫聯(lián)合氧化工藝的研究，發(fā)現(xiàn)在過(guò)氧化氫或紫外存在下，一些與臭氧不能直接反應(yīng)的有機(jī)物(主要是農(nóng)藥類高穩(wěn)定性有機(jī)物)得以氧化。臭氧與過(guò)氧化氫聯(lián)合氧化工藝已經(jīng)應(yīng)用于歐美國(guó)家的給水處理工程中，在我國(guó)國(guó)家“863”課題示范工程——深圳筆架山水廠也采用了臭氧與過(guò)氧化氫聯(lián)用技術(shù)。,4．臭氧工藝適用性的試驗(yàn)研究方法應(yīng)用臭氧工藝首先需進(jìn)

33、行調(diào)查研究，內(nèi)容包括工藝涉及到的原水水質(zhì)、與其結(jié)合的工藝情況、處理后水質(zhì)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)等，然后針對(duì)特定水質(zhì)和要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室和半生產(chǎn)性試驗(yàn)研究，確定工程相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，提出可能遇到問(wèn)題的解決方案等。,臭氧的實(shí)驗(yàn)可采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。研究應(yīng)達(dá)到的目的主要是確定工程應(yīng)用中達(dá)到規(guī)定要求所需的臭氧投加量和臭氧與水的接觸時(shí)間，同時(shí)確定臭氧投加方式，臭氧投加量調(diào)節(jié)控制方法等。研究中臭氧量的準(zhǔn)確測(cè)定十分重要，臭氧量的測(cè)定包括氣體中臭氧量和水中臭氧量，測(cè)定

34、方法主要有碘量法、紫外光吸收法和傳感器法，對(duì)應(yīng)有化學(xué)法，以及便攜式和在線檢測(cè)儀表，相關(guān)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)有：《臭氧發(fā)生器》(CJ／T 3028．1—94)，《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測(cè)量》(CJ／T 3028．2—94)、(周圍環(huán)境、工作地點(diǎn)及室內(nèi)空氣中臭氧連續(xù)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(紫外線吸收)》(ASTMD 5156—2019)等。,5．臭氧應(yīng)用的一些技術(shù)問(wèn)題 (1)臭氧投加點(diǎn)的確定 預(yù)臭氧、主臭氧因投加點(diǎn)不同其特點(diǎn)也不同，臭氧

35、工藝選擇必須根據(jù)原水水質(zhì)特點(diǎn)，出水水質(zhì)目標(biāo)，相關(guān)工藝流程，以及場(chǎng)地等情況來(lái)確定。 (2)預(yù)臭氧化工藝存在的問(wèn)題由于預(yù)臭氧化涉及到的目標(biāo)和問(wèn)題較多，并且由于水質(zhì)較差，影響因素也非常多．因此，預(yù)臭氧化的功能實(shí)現(xiàn)比主臭氧要更加復(fù)雜，在采用預(yù)臭氧化工藝前需要進(jìn)行充分的前期調(diào)研、實(shí)驗(yàn)和論證。以下幾點(diǎn)需要考慮：,1)預(yù)臭氧化出水有機(jī)物分子變小，極性增強(qiáng)，不利于混凝沉淀對(duì)有機(jī)物去除，因此，當(dāng)原水有機(jī)物濃度高時(shí)，應(yīng)降低臭氧投加量或采用替代預(yù)臭氧化

36、技術(shù)，例如高錳酸鹽預(yù)氧化等(也有將臭氧與高錳酸鹽聯(lián)合使用的報(bào)道)。 2)預(yù)臭氧投加量不宜過(guò)高，否則可能會(huì)造成藻細(xì)胞的溶裂(實(shí)際中有將臭氧和高錳酸鹽聯(lián)用的方法來(lái)降低臭氧投加量)。,(3)主臭氧技術(shù)的選擇 在應(yīng)用主臭氧化技術(shù)前應(yīng)對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行充分調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果決定是否采用常規(guī)臭氧工藝還是基于臭氧的高級(jí)氧化工藝，以及采用這些工藝所涉及到的參數(shù)。對(duì)于改善水質(zhì)臭味等感官指標(biāo)，去除水中微污染物，殺滅病毒以及兩蟲(chóng)將是今后應(yīng)用主臭氧技術(shù)提高供水

37、水質(zhì)的重點(diǎn)。,(4)臭氧化技術(shù)中的副產(chǎn)物問(wèn)題甲醛、生物可同化有機(jī)碳AOC和溴酸鹽是具有代表性的臭氧化副產(chǎn)物。甲醛首先出現(xiàn)在臭氧接觸池中，達(dá)到一個(gè)峰值濃度，出廠水中消毒后，甲醛達(dá)到另一個(gè)峰值濃度。通常，醛類副產(chǎn)物的濃度與水中臭氧濃度大致成反比關(guān)系，不同水質(zhì)、不同處理流程下醛類的種類和濃度相差可能會(huì)很大。水經(jīng)過(guò)臭氧化后其中的AOC可能增加2～6倍，從而導(dǎo)致水質(zhì)的不穩(wěn)定性，這樣可能會(huì)造成管網(wǎng)中細(xì)菌的再繁殖，致使水中大腸桿菌和其他致病細(xì)菌超標(biāo)

38、。溴酸鹽已經(jīng)被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為有可能對(duì)人體產(chǎn)生致癌作用的化合物。,AOC(包括甲醛)可以通過(guò)生物活性炭來(lái)去除，而溴酸鹽形成就很難被去除，因此必須控制其生成，控制方法可以投加NH3或降低pH，但兩種方法一起用，沒(méi)有疊加效果。,3.3.2 臭氧技術(shù)的工程應(yīng)用,臭氧系統(tǒng)由臭氧氣源、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、臭氧接觸池、接觸池尾氣破壞系統(tǒng)和臭氧控制系統(tǒng)五個(gè)部分組成。1.臭氧氣源 臭氧氣源主要有三種：使用成品純液態(tài)氧、現(xiàn)場(chǎng)用空氣制備純氣態(tài)氧、直接利

39、用空氣。為了提高臭氧的濃度，同時(shí)節(jié)省能耗，降低設(shè)備及管道尺寸，目前較先進(jìn)臭氧發(fā)生器多采用前兩種方式制備臭氧，第三種方式適用于臭氧產(chǎn)量較小的場(chǎng)合。,2．臭氧發(fā)生系統(tǒng)臭氧的發(fā)生是由臭氧發(fā)生器來(lái)完成的，目前使用最廣的臭氧發(fā)生器是管式發(fā)生器。影響臭氧發(fā)生器臭氧產(chǎn)量和濃度的主要因素有放電電壓、放電頻率、氣體壓力和冷卻水溫度。臭氧發(fā)生器的備用率一般應(yīng)大于30％，備用的方式有設(shè)備臺(tái)數(shù)備用(硬備用)與設(shè)備發(fā)生能力備用(軟備用)兩種。,3．臭氧接觸池

40、 通過(guò)一定方式使臭氧氣體擴(kuò)散到液體中并使之與液體全面接觸和完成預(yù)期反應(yīng)的過(guò)程是在臭氧接觸池內(nèi)完成．預(yù)臭氧接觸池一般在每條線前端設(shè)1個(gè)臭氧投加點(diǎn)，較多采用水射器擴(kuò)散接觸方式，臭氧投加量通常為0.5mgO3／mg DOC，反應(yīng)時(shí)間2~4min，水中余臭氧一般為零或很少．而主臭氧接觸池一般在每條線設(shè)有多個(gè)臭氧投加點(diǎn)(通常為2～3個(gè)點(diǎn))，采用微氣泡擴(kuò)散接觸方式，臭氧投加量通常為1.5～3.0mg ／L(控制水中余臭氧為0.1~0.2mg／L)，

41、反應(yīng)時(shí)間一般不小于10min。如采用基于臭氧的高級(jí)氧化技術(shù)，則在臭氧接觸池中加入催化劑，一般氧化時(shí)間可根據(jù)水質(zhì)情況適當(dāng)縮短，或在相同接觸時(shí)間條件下提高對(duì)有機(jī)物的氧化分解效率。,4．臭氧接觸池尾氣破壞系統(tǒng)臭氧接觸池尾氣破壞系統(tǒng)是收集臭氧接觸池內(nèi)排出的剩余臭氧氣體并人為地分解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的氧(保證排出的氣體臭氧濃度小于0.05~0.1ppm）。臭氧尾氣破壞的主要方法有化學(xué)觸媒法和加熱分解法。,5．臭氧控制系統(tǒng)預(yù)臭氧化的投加控制一般采用設(shè)

42、定臭氧投加率，根據(jù)水量變化來(lái)比例投加。主臭氧的投加控制一般采用設(shè)定臭氧投加率，根據(jù)水量變化與水中余臭氧的變化進(jìn)行雙因子復(fù)合環(huán)投加控制(處理水量是前饋條件，余臭氧是后饋條件)。,3.3.3 活性炭技術(shù),1．活性炭技術(shù)的適用范圍 活性炭技術(shù)對(duì)分子量小于3000，尤其是分子量500~1000的有機(jī)物能較好地被去除?？捎脕?lái)去除水中嗅味、氨氮、亞硝酸鹽氮、消毒副產(chǎn)物前質(zhì)物、微囊藻毒素和致突變活性物質(zhì)，同時(shí)解決以甲醛和生物不穩(wěn)定性為主的臭氧安

43、全性。但是，活性炭技術(shù)的運(yùn)行效果受到很多因素的影響，例如水質(zhì)(溫度、pH、營(yíng)養(yǎng)條件、氧化劑等)、運(yùn)行參數(shù)(接觸時(shí)間，濾速、反沖洗等)、活性炭性能和微生物等。,2．活性炭技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀活性炭技術(shù)的應(yīng)用是從消除水中嗅味的實(shí)踐開(kāi)始的，但隨著全球性環(huán)境問(wèn)題的日益加重。人們逐漸將活性炭的研究與應(yīng)用重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到去除有機(jī)污染物方面?；钚蕴考夹g(shù)的應(yīng)用形式主要有以下三種：,(1)用粒狀活性炭替換部分砂濾料，成為炭砂雙層濾料濾池(國(guó)內(nèi)又稱生物活性濾池

44、)。這種方式凈化效果明顯憂于砂濾池，可以減少反沖洗次數(shù)，降低反沖洗強(qiáng)度，并可迅速投產(chǎn)使用，比較適用于水質(zhì)存在嗅味問(wèn)題，且有機(jī)污染不太嚴(yán)重的地區(qū)。但是，因砂濾池池深較淺，這種形式的凈水效果有限，并且運(yùn)行過(guò)程中容易跑料，而且換炭較困難。,(2)用粒狀活性炭替換全部砂層，即活性炭吸附兼過(guò)濾。采用這種方式，與第一種方式的特點(diǎn)和適用范圍基本相同，換炭比較容易，但是，對(duì)活性炭質(zhì)量提出了更高的要求(尤其是活性炭的粒度分布)，并要嚴(yán)格控制炭池進(jìn)水濁度在

45、1NTU以下，甚至更低。,(3)在砂濾之后建獨(dú)立的活性炭吸附池，并常常與臭氧化聯(lián)合使用。這樣可以防止活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)被堵塞，再加上臭氧化的采用，可以顯著延長(zhǎng)活性炭的使用周期，有效地利用活性炭的吸附性能。但是，這種方式的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用明顯增加，比較適用于水質(zhì)存在嚴(yán)重的嗅味和有機(jī)污染問(wèn)題，并且采用前兩種方式仍不能達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。,3．活性炭技術(shù)的安全性分析活性炭技術(shù)主要靠生物降解和吸附去除水中的有毒有害污染物，一般會(huì)增加化學(xué)安全性，但

46、活性炭技術(shù)對(duì)飲用水生物安全性的影響就很復(fù)雜：(1)活性炭出水中的AOC濃度明顯降低，細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)也相應(yīng)減少，進(jìn)而提高了飲用水微生物安全性。,(2)通?；钚蕴砍鏊械募?xì)菌數(shù)經(jīng)常高于進(jìn)水中的細(xì)菌數(shù)?；钚蕴砍鏊械奈⑸锒嗯c活性炭細(xì)小顆粒一起流出，這些細(xì)菌由于受到活性炭顆粒的保護(hù)，對(duì)消毒有更大的抗性。但是，目前還沒(méi)有證實(shí)，在活性炭上附著生長(zhǎng)有害的微生物或者出水中有病原生物泄漏的現(xiàn)象。,(3)活性炭技術(shù)去除賈第鞭毛蟲(chóng)胞囊和隱孢子

47、蟲(chóng)卵囊的效果大致與雙層或多層濾料過(guò)濾技術(shù)的效果相同，其中對(duì)隱孢于蟲(chóng)卵囊的去除效果較差。,4．活性炭技術(shù)適用性的試驗(yàn)研究方法在采用活性炭技術(shù)之前，應(yīng)首先通過(guò)調(diào)查研究對(duì)技術(shù)適用性進(jìn)行初步論證。調(diào)查研究的內(nèi)容一般包括當(dāng)?shù)卦|(zhì)及其變化規(guī)律、水中目標(biāo)污染物種類和濃度、處理水應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等，同時(shí)還應(yīng)了解國(guó)內(nèi)外應(yīng)用活性炭技術(shù)的情況。,為更科學(xué)和針對(duì)性地評(píng)價(jià)活性炭技術(shù)，常需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室和半生產(chǎn)性試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的主要是確定活性炭技術(shù)采用的活性炭

48、類型、對(duì)目標(biāo)污染物的去除效果和運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化，并探討在應(yīng)用中會(huì)遇到的問(wèn)題和可能解決方案等，為工程應(yīng)用提供重要依據(jù)。對(duì)試驗(yàn)的基本要求主要是針對(duì)活性炭技術(shù)工程應(yīng)用所涉及的主要內(nèi)容來(lái)展開(kāi)，使得試驗(yàn)結(jié)果能夠直接指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)。為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，建議試驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到1年以上，覆蓋不同的季節(jié)，以考察處理工藝對(duì)因時(shí)間變化造成的水質(zhì)、溫度等因素的變化。,5．活性炭技術(shù)的發(fā)展活性炭技術(shù)的運(yùn)行效果是由活性炭和微生物兩方面共同決定的，因此今后的工作重點(diǎn)

49、將是如何開(kāi)發(fā)高性能活性炭和發(fā)揮微生物降解能力。另外，隨著化學(xué)分析技術(shù)和生物檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，更多有毒有害的化學(xué)物質(zhì)和致病微生物將會(huì)被人們所發(fā)現(xiàn)，因此如何保障飲用水的安全性將是今后活性炭技術(shù)研究與應(yīng)用中的重大課題，也就是在增加飲用水化學(xué)安全性的同時(shí)，要保證飲用水的生物安全性。,3.3.4 活性炭技術(shù)的工程應(yīng)用,活性炭技術(shù)的工程應(yīng)用主要涉及以下內(nèi)容 (1)確定活性炭的種類、性能和數(shù)量； (2)選擇活性炭濾池的池型； (3)確定

50、活性炭濾池設(shè)計(jì)參數(shù)； (4)確定活性炭濾池運(yùn)行參數(shù)。,1．活性炭的選擇根據(jù)制造原料不同，活性炭可分為木質(zhì)活性炭和煤質(zhì)活性炭，其中煤質(zhì)活性炭因其具有多孔性和高硬度的雙重優(yōu)點(diǎn)，以及來(lái)源穩(wěn)定而在市政大規(guī)模水處理工程中得到最廣泛應(yīng)用。,在水處理工程中，國(guó)外多采用不定型炭(主要是壓塊破碎炭)，而在我國(guó)，柱狀炭的應(yīng)用最為廣泛。近些年來(lái)，我國(guó)對(duì)不定型炭(主要是柱狀破碎炭)給予越來(lái)越多的關(guān)注，并應(yīng)用在一些新建水廠中。,工程中活性炭的選擇需要進(jìn)行動(dòng)

51、態(tài)中試規(guī)模試驗(yàn)，然后根據(jù)試驗(yàn)確定的活性炭種類和性能指標(biāo)來(lái)指導(dǎo)活性炭采購(gòu)，相關(guān)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)有《凈化水用煤質(zhì)顆粒活性炭》(GB／T 7701．4—2019)和《顆粒狀活性炭》(ANSI／AWWAB 604—2019)等，其中活性炭的強(qiáng)度指標(biāo)尤為重要，建議采用≥95％，而裝填密度、水分、飄浮率等指標(biāo)在計(jì)算和驗(yàn)收活性炭數(shù)量時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。,2．活性炭濾池池型選擇 活性炭濾池構(gòu)造與普通砂濾池相似，只是把濾料層換成了活性炭炭層厚度較砂濾池中的砂

52、層厚，并且活性炭濾料較石英砂濾料要輕。 國(guó)內(nèi)活性炭池型目前已建成水廠多采用普通快濾池，近年新建活性炭池型多為V型濾池，此外，已在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用的翻板濾池也被引進(jìn)國(guó)內(nèi)，這三種活性炭池型在技術(shù)上都是可行的，但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮活性炭的特點(diǎn)而與石英砂濾池參數(shù)有所不同。,3．活性炭濾池相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)活性炭濾池的大小決定于設(shè)計(jì)處理水量、水力負(fù)荷、接觸時(shí)間以及活性炭池型，由此可以得出活性炭濾池的容積、斷面、高度和炭池?cái)?shù)。活性炭濾池設(shè)計(jì)通常主

53、要考慮以下設(shè)計(jì)參數(shù)：,(1)濾速(空床濾逮) 單就過(guò)濾來(lái)說(shuō)，濾速不是最主要的參數(shù)，而接觸時(shí)間才是最重要的因素，但是濾速會(huì)影響濾池的形狀，即高徑比。(2)接觸時(shí)間 接觸時(shí)間在6—30min之間，但在一些應(yīng)用中可高于或低于這個(gè)范圍，應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì)試驗(yàn)來(lái)確定．通常水質(zhì)條件下，以去除嗅和味為主時(shí)，接觸時(shí)間一般為8～10min；以去除CODMn為主時(shí)，接觸時(shí)間一般為12～15min。 (3)高徑比 高徑比是指活性炭濾池中炭層厚度

54、與直徑之比，其中活性炭濾池直徑與濾速有關(guān)，炭層厚度與接觸時(shí)間有關(guān)。通?；钚蕴看埠穸炔捎?.0~2.5m較為合理。,4．活性炭濾池相關(guān)運(yùn)行參數(shù)活性炭濾池運(yùn)行中主要涉及到反沖洗問(wèn)題，相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：(1)反沖洗方式 是單獨(dú)水反沖，還是氣水聯(lián)合依次反沖；(2)反沖洗運(yùn)行條件 沖洗程序、沖洗強(qiáng)度和沖洗歷時(shí)。這里特別注意活性炭濾料與石英砂濾料的不同，由此導(dǎo)致活性炭濾池的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)與石英砂濾池有較大不同。,5．活性炭的再生為了節(jié)約

55、制水成本和保護(hù)環(huán)境，當(dāng)水廠活性炭運(yùn)行失效后(活性炭失效的評(píng)價(jià)指標(biāo)不能依據(jù)活性炭性能指標(biāo)降低程度，而是根據(jù)處理后水質(zhì)能否穩(wěn)定達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)目標(biāo))，需要再生處理。活性炭再生通常是將活性炭運(yùn)回廠家再生，若本地區(qū)活性炭再生量大，可以考慮建設(shè)區(qū)域性再生廠。,3.3.5 膜技術(shù),在飲用水中，膜技術(shù)主要包括：微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)。膜技術(shù)的特點(diǎn)是能夠提供穩(wěn)定可靠的水質(zhì)，并且可以使水廠用地大大減少，運(yùn)行操作自動(dòng)化。

56、因此，在凈水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，在美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)，日本、澳大利亞、南非和荷蘭等國(guó)都已相繼建立了生產(chǎn)性的微濾、超濾和納濾凈水廠，而膜技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的最大障礙在于其設(shè)備價(jià)格相對(duì)傳統(tǒng)處理工藝還是過(guò)高，但隨著進(jìn)口膜過(guò)濾設(shè)備價(jià)格的降低和國(guó)產(chǎn)膜過(guò)濾設(shè)備質(zhì)量的提高，以及飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，膜過(guò)濾技術(shù)在我國(guó)給水處理中的應(yīng)用前途廣闊。,在我國(guó)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，微濾和超濾是近年膜技術(shù)在飲用水處理中應(yīng)用的主流產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)在于： (1)可

57、有效去除水中的顆粒狀物質(zhì)(確保處理后水濁度在0.1NTU以下)，提高飲用水的感觀效果：(2)能夠有效去除包括隱胞子蟲(chóng)、賈第鞭毛蟲(chóng)、細(xì)菌、病毒等在內(nèi)的微生物，提高飲用水的微生物安全性；(3)幾乎可以消除水中的全部藻類組織；(4)在水處理過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物；(5)膜過(guò)濾處理單元體積小，組合擴(kuò)容方便，技術(shù)操作簡(jiǎn)單。,3.4 對(duì)國(guó)內(nèi)水廠實(shí)施深度處理的建議,為了適應(yīng)新世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的要求，我國(guó)城市供水行業(yè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)已轉(zhuǎn)為以提高水質(zhì)為目標(biāo)

58、，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和加強(qiáng)管理，縮小與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的供水水質(zhì)差距，其中重點(diǎn)城市和有條件地區(qū)應(yīng)力爭(zhēng)早日接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)供水水質(zhì)水平。因此，在水處理工藝方面就不能總是停留在常規(guī)處理工藝的層次上，而是必須針對(duì)水源水質(zhì)的變化和飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高來(lái)采取相應(yīng)措施，其中在常規(guī)凈水工藝基礎(chǔ)上增加預(yù)處理和深度處理是一條可行的有效途徑。,根據(jù)現(xiàn)有研究與應(yīng)用結(jié)果，建議國(guó)內(nèi)水廠可以采用的做法是，針對(duì)水源水質(zhì)特點(diǎn)，飲用水中超標(biāo)項(xiàng)目的特性以及超標(biāo)時(shí)間長(zhǎng)短，綜合考慮技

59、術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，合理選擇預(yù)處理和深度處理工藝(參見(jiàn)表14．1)。其中對(duì)于超標(biāo)頻率不高的水質(zhì)項(xiàng)目，例如水源水質(zhì)的季節(jié)性污染或水質(zhì)突變，可以采用臨時(shí)投加粉狀活性炭或高錳酸鹽復(fù)合藥劑技術(shù)；而對(duì)于長(zhǎng)期的水源和飲用水水質(zhì)問(wèn)題，則應(yīng)建設(shè)固定的水處理設(shè)施。由于各地原水水質(zhì)千差萬(wàn)別，采用何種工藝技術(shù)來(lái)保證供水水質(zhì)還應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行針對(duì)性研究，其中凈水工藝選擇和設(shè)計(jì)中要保證相關(guān)參數(shù)留有充分余地。,表14．2中是水廠增加不同處理工藝的投資與運(yùn)行費(fèi)用。,以微

60、濾膜和納濾膜技術(shù)為核心的水處理工藝在保證水的濁度、去除水中藻類以及提高與飲用水安全飲用最直接相關(guān)的水微生物安全性方面具有其他處理工藝難以達(dá)到的效果，而且，隨著膜技術(shù)的發(fā)展，膜的性能在不斷提高，壽命在不斷延長(zhǎng)，價(jià)格在不斷降低，微濾膜和納濾膜工藝的投資和運(yùn)營(yíng)成本已基本具備與其他常規(guī)和深度處理組合工藝相競(jìng)爭(zhēng)的水平，在以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供水為目標(biāo)的工程中可以作為一種工藝方案來(lái)論證。,為了保證深度處理工藝的順利實(shí)施，需要強(qiáng)化對(duì)新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況的考核力

61、度，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水廠就必須采用工藝改進(jìn)措施，只有這樣才能激勵(lì)供水行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和國(guó)家旅游風(fēng)景區(qū)，應(yīng)十分重視飲用水水質(zhì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，至于投資可以通過(guò)多種融資渠道來(lái)籌措，現(xiàn)在水務(wù)市場(chǎng)已經(jīng)放開(kāi)，正是加大投入的好機(jī)會(huì)，為此的付出是完全通過(guò)適當(dāng)調(diào)整水價(jià)來(lái)得到回報(bào)的。,生活飲用水的常規(guī)處理,水源水未受到生活污水與工業(yè)廢水污染，水源達(dá)到地表水Ⅱ類 。原水—混凝沉淀—過(guò)濾—消毒—供生活飲用主要去除濁度與細(xì)菌對(duì)有機(jī)污染（天

62、然的或人工合成)與氨氮去除效果差、不能勝任。,生活飲用水的預(yù)處理,有機(jī)污染較高，影響水的常規(guī)處理，混凝效果差。有機(jī)氨氮含量高，耗氧量高，產(chǎn)生較多消毒副產(chǎn)物，有害健康。,1 采用其他氧化劑代替氯，如臭氧、二氧化氯、高錳酸鉀等；2 生物降解技術(shù)：去除氨氮最有效，還能去除部分有機(jī)物；3 粉末活性炭可吸附微量有機(jī)物。,深度處理,活性炭用來(lái)去除微量有機(jī)物，置于常規(guī)處理后。臭氧-活性炭（也稱臭氧-生物活性碳）具有氧化、吸附與生物降

63、解綜合作用，得到國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。當(dāng)水源達(dá)到Ⅲ 類水質(zhì)，即：CODMn≤6mg/L，NH4+-N＜ 3mg/L時(shí)，增加臭氧—活性炭工藝可以滿足水質(zhì)要求，當(dāng)NH4+-N＞3mg/L應(yīng)加預(yù)處理。,膜技術(shù)包括微濾、超率、納濾與反滲透：其中微濾、超濾可去除懸浮物與膠體；納濾、反滲透可去除無(wú)機(jī)離子與有機(jī)污染物，投資于運(yùn)行費(fèi)用高。,常規(guī)處理加深度處理與預(yù)處理、常規(guī)處理加深度處理,1. 預(yù)處理采用生物濾池或生物接觸氧化池： 去除 氨