关于大庆中引水厂的中长期改造的建议

谢谢您的指导！！！！！！！！！！！！！！！如果我能决定一定按您的意见办。

取水口的保护及防护措施 在取水口划定区域加强保护及管理。建议：1.划定区域在保护区域内禁止钓鱼、旅游等一切活动。2.在保护区内设置浮岛拦截表层水中藻类及吸收降解水中有机物。3.挖深引水渠道以减少表层水的取水量。4.在保护区内设置暴气增氧机以抑制藻类在保护区内增长及降低保护区内水中含氧量以减少超饱和含氧对混凝的影响。

消毒余量不足及消毒副产物超标问题 由于微污染严重，水中有机物、藻类含量很高，氧化需要大量消毒剂，不论单独投加任何一种消毒剂都会产生消毒副产物超标问题。建议：根据需要组合投加预氧化剂和消毒剂。

从自来水的生产过程来看，产生嗅味的物质来源于三个过程:一是原水中本身含有某些产生嗅味的物质;二是原水经过水厂进行处理时，在处理过程中，投加的药剂以及同原水物质所反应后的物质带来的异嗅和异味;三是处理后的水在经过配水系统输送到用户过程中，在管网系统中引入的杂质产生的嗅味。从我国饮用水供水的实际情况来看，产生嗅味的物质主要来源于前两个过程。

常规给水处理工艺不能有效地解决受污染水体中藻类及藻毒素问题。藻类不仅会影响各个给水处理工艺单元的正常运行，更重要的是许多藻类(如蓝藻和绿藻)会释放出藻毒素，其中对人体危害最大的是微囊藻毒素，它专一作用于肝脏，是极强的促肿瘤剂。虽然常规给水处理工艺可通过去除藻细胞而去掉一部分藻毒素，但对溶解于水中的藻毒素却无能为力或去除率很低，有时由于处理流程中藻细胞破裂使藻毒素释放进水中而造成去除率的负增长。 常规给水处理工艺对氨氮去除效果不理想，目前我国大部分水厂采用折点加氯的方法来控制出厂水氨氮浓度，以获得必要的活性余氯，但由此产生的大量有机卤化物又会使水质毒理学安全性下降。 常规给水处理工艺对消毒副产物前质去除不理想。作为消毒副产物前驱物质的大部分天然有机物在加氯消毒后会形成有“三致”作用的消毒副产物 (DBPS )。混凝沉淀工艺对三卤甲烷前体物质(THMFP )的去除率为33%--44%滤池对THMFP)的去除率为13%–18%，整个水处理工艺对THMFP的去除率仅达到50%左右。

原帖由 mengyan197206 于 2009-12-24 09:04 发表

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常规给水处理工艺不能有效地解决受污染水体中藻类及藻毒素问题。藻类不仅会影响各个给水处理工艺单元的正常运行，更重要的是许多藻类(如蓝藻和绿藻)会释放出藻毒素，其中对人体危害最大的是微囊藻毒素，它专一作用于 ...

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(1)冬季 11月至次年3月的冬季期间，石头口门水库水体藻类含量较低，藻类密度在5000 ～10000个/L，叶绿素一a在0.8～1.2ug/L之间。 分析原因如下: 石头口门水库冬季水温较低，可达0℃左右，水温条件不利于藻类生长;冬季水库水体表面冰封，降低水体复氧能力，使得溶解氧较低，微生物呼吸作用受到限制;水体表面冰封将大多数阳光辐射反射出去，冰盖下水体光照条件差，也不利藻类进行光合作用;冬季北方地表径流量剧减，石头口门水库上游流入水量减少，同时减少了各种营养物质的输入，藻类生长的营养物质供应不足;北方冬季农业耕种基本停止，在入冬之后石头口门水库氮磷类污染物质最大的源—农业污水也大量减少，从而限制了藻类生长。 由此可见，北方冬季较低的水温、较低的溶解氧、不足的光照条件和较少的营养物质输入，造成水库中藻类大量死亡而繁殖缓慢，水体中藻类含量较低。而在这些限制因素中，水温、光照条件是更为主要的。 (2)春季 3月~4月属于北方桃花水季节，水体解冻，水温、光照、营养盐等环境条件有利，使得这段时间水库中呈现藻类爆发性增长，由10000个/L以下迅速增长到300400 X 104个/L o 在这段时间，水体升温迅速，水中包括藻类在内的微生物进入生长期，个体数量迅速增加;水体表面冰盖消失，从而使得水中光照条件转好，有利与藻类进行光合作用;经过冬季的消耗，水中溶解氧很低，冰盖溶解后水体与空气直接接触，浓差压力促进水体迅速复氧，有利于藻类繁殖;春季冰雪水融化，石头口门水库流域范围内的营养物质随融雪水汇入库内，为藻类生长提供充足的营养物质;此外，在温度、pH、溶解氧、微生物生长甚至水体扰动增加等因素的影响下，春季水库低泥中污染物质开始释放到水体中，“内源”污染物也重新进入到水体中。 (3)夏、秋季 在夏秋季节，水温、营养盐、光照条件等因素都有利于藻类繁殖，因此这段时间水库水中藻类含量较高，8月藻类密度最高可以达到1104X 104个//L o 夏季北方水体的水温也可达到20-25 0C，甚至更高，温度条件极为有利;长春处于高纬度地区，夏季日照时间比南方低纬度地区长得多，可达到12小时以上，光照条件较好;夏秋季节，内外源营养盐物质也较丰富。各方面条件都有利于藻类的生长，只需持续几日的高温无雨天气，就可发生水华。例如，2007年7月5日长春市的另一个重要水源地—新立城水库就发生了藻类爆发，被迫停止取水，造成长春市在较长时间内大范围停水、缺水，严重影响了城市的生产和生活。

水源水库水质污染与富营养化控制技术研究进展 黄廷林，柴蓓蓓 (西安建筑科技大学，西部建筑科技国家重点实验室，陕西西安710055) 摘要：水库作为城市的主要供水水源意义重大，近年来不断出现的富营养化及水质恶化等问题，使水源水库水质污染控制技术研究成为城市供水领域研究的热点课题。回顾了水源水库的水质问题。介绍了内源污染及突发性或周期性高强度水质污染研究方法和结论，并分析了其合理性。将现有的混合充氧技术、扬水曝气技术、上覆水中N、P、有机物生物去除方法及污染沉积物修复方法进行了对比分析。指出了目前该研究领域存在的问题，并对未来研究重点及发展趋势作了进一步展望。 关键词：水源水库；富营养化；控制技术；扬水曝气 1 引言 随着我国对城市地下水开采的限制，水库成为城市的主要供水水源，特别是原来大部分以地下水为水源的北方城市，如北京、西安、西宁、太原、石家庄、长春、济南、青岛等，水库已替代地下水作为城市的主要供水水源。虽然水库作为大部分北方城市供水水源的历史并不长，但截至目前，几乎每座水库都存在一定程度富营养化问题，严重的已经不能作为供水水源。水源水库富营养化和藻类的大量繁殖导致水中有机物、色度等大幅度提高，嗅味异常；藻类及其分泌物增大了水处理难度，提高了消毒副产物的生成量；蓝藻水华增加了毒性很强的藻毒素的释放量。可见，不断加剧的富营养化问题已严重威胁城市的供水安全。而水源水库因对水质有更高的要求有别于一般意义上的湖泊水库，因此其水质污染控制的难度也更大。 对于长期运行的年调节或多年调节水源水库，其水质特征主要表现为：底部水体处于季节性缺氧或无氧状态，水质呈现周期性高强度污染，夏秋季藻类高发，水体富营养化严重。其主要原因之一就是水库污染沉积物中的氮、磷、有机物、Fe、Mn、重金属等污染物在底部厌氧环境条件下释放进入水体。另外，时有发生的突发性水库水质污染事件，对城市供水系统的安全构成了严重威胁，对城市的影响往往是灾难性的：河流水源可以弃水，但对年调节水源水库若要弃水，城市供水系统可能就会长时间处于瘫痪状态。可见，水库水质污染与富营养控制已成为 当前城市饮用水领域极为重要的研究课题。要保证城市供水安全，满足国家饮用水水质标准和供水保证率不断提高的要求，就必须掌握水源水库水质污染的变化规律，采用科学的方法和技术控制污染、改善水质；就需要深入系统地开展水源污染控制与水质改善关键技术相关理论研究，研发适应性强、效率高、见效快的控制技术与方法，保障城市供水水质的安全性，实现城市水源的可持续开发与利用。 关于水源水库水质污染控制理论与技术的研究是近年来城市供水领域研究的前沿课题。国外在20世纪80年代末期开始对上述问题进行研究，取得了一定成果。国内则是近几年才开展这方面的研究，尚未形成系统的研究成果，特别是在水源水库水质污染控制技术方面还处于起步阶段。 2 沉积物内源污染研究进展 国内外对水源水库外源污染控制已取得一定成果，但内源污染控制问题尚未得到解决。如何有效降低内部营养负荷、改善水库水质是当前面临的主要问题。 水库沉积物中含有大量的氮、磷营养物和有机质，如滇池80％～90％的氮、磷分布在沉积物中。而这些积蓄在沉积物中的营养物质和污染物在一定条件下会发生形态变化，释放进入上覆水体，严重影p商j i-覆水体水质。内源污染主要是通过这种沉积物与水体的物质交换，即源汇转换引起，交换强度 取决于沉积物间隙水中营养物质的浓度梯度 J。如国外学者调查的23个分层湖库中，厌氧均温层释放的内源磷占总输入磷的29％，最高甚至达90％。并且指出，由沉积物释放的内源营养物质可使上覆水中营养物质浓度维持在足以使藻类大量生长繁殖需要的高水平。氮、磷等造成水体富营养化的主要污染物质在沉积物一水体一微生物多相界面的形态转化及相互关系可由图1和图2简单说明；同时底泥中生存的大量生物(如底栖无脊椎动物、细菌、藻类等)可通过其生命活动和代谢过程改变水／沉积物界面的微环境特征，在一定条件下，使部分污染物分解或矿化，产生氨氮，并进一步通过硝化和反硝化转化为氮气，维持整个水库生态系统的良性循环。厌氧／缺氧条件下长期积累在沉积物中的污染物、营养物的释放为藻类繁殖提供了良好的条件；另外，水体在库内滞留时间长、流动性差，导致藻类稳定停留在表层水中，接受充足光照而大量繁殖，造成水体富营养化。 对美国California和Nevada的9个水源水库底泥中氨氮释放研究结果表明，底部溶解氧浓度是决定氨氮释放的关键因素：厌氧条件下氨氮释放量均较高，好氧条件下氨氮释放非常微弱；在等温层充氧条件下，Baldegg湖(最大水深>60 m)氨氮释放量由1．5 mg—N／L降为0．1 mg—N／L以下；Sempaeh湖(最大水深>60 m)，氨氮释放量由10 mg—N／L降为2 mg—N／L以下⋯。 3 混合充氧技术的发展 国内在水源水库以混合充氧技术为主体的水质污染控制技术方面研究极少。国外此方面研究主要集中在4个方面：一是同温层曝气(又称深水曝气)，二是空气管混合充氧，三是扬水筒混合，四是机械混合。 同温层或等温层曝气是只向下层水体充氧，而不搅动水体、上下水层不产生混合、维持水体分层状态的一种曝气方式，其装置示意如图3所示。国外学者在此方面研究较多，针对夏季湖库水体分层导致等温层溶解氧降低的问题，根据气一水相互作用的流体力学理论，提出了这种气泡混合装置的设计方法；Schierholz等采用DeMoyer提出的传质模型，通过大量现场试验，建立了气量、曝气深度、截面积和水韵体积等多参数的氧传质系数特征方程，进一步完善了大水深湖库曝气系统的设计计算方法。Johnu副研究了同温层气泡动力学，建立了同温层曝气器充氧能力模型和扩散模型。美国的Prince湖和Western Branch湖采用完全提升型同温层曝气器增加下层水体溶解氧，取得了良好的效果；利用部分提升型同温层曝气器给下层水体充氧，改善了底部水质。另有国外学者将模型模拟与现场研究相结合，以美国Minnesota的Calhoun湖为对象，研究了气泡混合破坏分层对藻类活性的影响的技术以及曝气量与藻类生长之间的关系，结果表明：气泡混合会明显降低叶绿素a的含量，曝气量越大，水中叶绿素a的降低就越显著，且混合装置的启动时间应在6月底前。Gustavo等口20综合两相流模型和氧传质模型建立了气泡混合过程的CFD模型，模拟研究了气泡直径、气体容积速率、提水性能等，并结合美国芝加哥McCook水库进行了试验与模型验证，取得较好效果。但是，同温层曝气对水体的循环范围较小，不利于充氧水体向四周扩散，只能解决局部范围的底泥污染物释放问题，不能解决富营养化问题。 空气管混合是在水底水平敷设开孔的气管，通入压缩空气从孔眼释放到水中，气泡上升时将上下层水体混合，如图4所示。柏林Tagel湖和荷兰Nieuwe Meer湖用空气管混合上下水层，抑制了蓝藻的繁殖；英国Hanningiield水库用空气管混合使浮游微生物下降了66％。在Malawi的Mudi水源水库采用穿孔管布气系统对等温层水体混合充氧，使底部水体溶解氧提高到0．2 mg／L，出水锰含量由O．47 mg／L降为0．1 mg／L，后续水处理高锰酸钾用量由2．4 mg／L降为0．6 mg／L，加氯量和混凝剂耗量降低25％以上，制水成本降低39％。但是对于大体积水体，空气管混合存在能耗高、工程实施难度大等方面问题。 扬水筒为一垂直安装于水中的直筒，它利用压缩空气间歇性地向直筒中释放大气弹，推动下层水体向上流动，使上下层水体循环混合，达到破坏水体分层、控制藻类生长的目的，其结构如图5所示。 关于扬水筒水库混合技术，国外主要开展了水力混合模型、氧传质模型、水流速度模型方面的研究工作。韩国的Daechung湖采用扬水筒混合水体，控制湖泊浮游植物的生长ⅢJ。Daniel等采用模型模拟的方法对纯氧曝气、扬水筒混合、气泡混合3种充氧混合技术的氧的传质进行了研究预测，精度达到85％以上。扬水筒混合的脉动性强，影响范围大，但其本身基本不具备直接充氧功能，另外关于确定扬水筒作用范围的水体流场分布及水质分布的计算流体模拟技术方面的研究也未见报道，从而直接影响到该技术应用的科学性和应用效果。 采用机械方法对水库进行混合的技术研究相对较少。机械设备装置主要包括表面螺旋桨混合、轴流泵混合‘、射流混合等几种，其中轴流循环装置如图6所示。国外学者针对美国和加拿大很多湖泊／水库冬季冰封造成的水体缺氧而引发的生物大量死亡问题，结合表面曝气和点式曝气两种混合充氧技术，分别建立了相应的水流动力学模型，该模型能较好地模拟加拿大Alberta两个湖泊的增氧效果，其中表面曝气方式增氧效果更好。但由于机械混合不具备直接向水体充氧的功能，且主要是用于体积较小、水深较浅的水库湖泊，在实际应用上受到一定限制。 4 扬水曝气技术方面的研究 国内学者最新研究开发的扬水曝气技术，是在国外扬水筒技术基础上通过结构改进和优化，既保持了混合功能，又增加了直接充氧功能的技术， 其结构示意如图7所示。所建立的扬水曝气提水能力和充氧能力数学模型，基本实现了扬水曝气器提水量和充氧量的定量模拟计算m]。该技术已成功应用于水源水库中藻类的控制和底泥中氨氮释放的抑制：使水中藻类的生产力削减了57％，叶绿素浓度降低了14％，对底泥中氨氮释放的抑制使氨氮由1．4 mg／L降低到0．1 mg／L以下，削减降低了95％以上。 但是到目前为止，对扬水曝气器周围水体循环混合强度、流场分布条件下藻类迁移运动规律、控制藻类生长作用范围的计算流体动力学模拟(CFD)方面的理论研究还较匮乏，对底泥表面溶解氧的扩散规律和分布特性还不能准确预测，因而难以有效确定抑制底泥中污染物释放的作用范围，致使扬水曝气技术的应用还存在一定的盲目性。 5 水库突发性或周期性高强度水质污染控制研究 水源水库的水质污染控制除了研究上述常规水质污染控制技术外，还应考虑水库的突发性或周期性高强度水质污染的控制问题。目前国内外在这方面的研究主要是通过水质在线监测系统进行预警，在水厂增加预处理、强化常规处理及深度处理等方法控制污染，但当污染强度过高时往往难以奏效。当水库发生突发性水质污染时，仅仅依靠水体自净或弃用水源不现实；通过在水厂加强预处理和深度处理的方法在技术和经济上也存在一定的不合理性，是一种被动和消极的应对措施。因此，采用水源原位氧化技术应对突发性或周期性高强度水质污 染的意义显得极为重大。但是目前原位化学氧化应急技术的应用因大水深水库的混合问题而受到一定限制。 扬水曝气技术的深度研究与开发，为原位化学氧化应急技术的进一步推广实施提供了便利，使得氧化剂可在水源原位投加并均匀分散于整个水体。 通过扬水曝气，可实现氧化剂的短时间快速投加，并利用其高效混合功能使之均匀分散到整个水体，及时有效地减缓、消除突发性或阶段性高强度水源水质污染，保证供水水源安全。 6 水中N、P和有机物的生物去除方法研究 目前，水源水库面临的另一个较为普遍的水质问题就是N、P和有机污染较重，特别是总氮，很多水源水库近年持续出现总氮超标现象，水体富营养化严重，并呈现逐年加剧的趋势。 虽然生物技术被认为是解决该类问题的有效途径，但在水源水库原位水质生物处理技术研究与应用方面的相关研究报道，国内外鲜见。目前相关研究报道主要是针对微污染水源水的非原位生物预处理研究。 此方面研究以生物接触氧化技术应用居多。生物接触氧化是利用生物填料上附着的微生物氧化降解水中的有机物、氨氮和藻类。20世纪90年代以来，弹性填料生物接触氧化技术已应用于微污染水源水的预处理，在宁波梅林水厂、深圳东深水厂和上海惠南水厂的应用表明，该技术在去除水源水中CODM小NH3-N、藻类、浊度、色度等方面有较好的效果，但对'TN去除效果不佳。在这些应用中，生物填料需悬挂在专设的接触氧化池中，并且需要向接触氧化池曝气，以满足微生物降解所需的氧气。同时，利用气流搅动引起的水流紊动作用，能加速污染物质向填料表面迁移扩散，有助于填料表面老化生物膜脱落，促进生物膜更新，保持生物膜活性。 扬水曝气技术能增加水体溶解氧，并形成水体竖向循环流动，初步具备了生物接触氧化所需的溶解氧条件和水力条件。在扬水曝气器周围水体中悬挂生物填料，在原位进行水源水质预处理，这样就不必建造专门的处理构筑物和曝气系统；利用扬水曝气器提供的溶解氧条件和水力条件，还可以省去人工曝气。国内学者初步研究结果表明，扬水曝气器周围的溶解氧条件能基本满足生物接触氧化要求，初期水处理效果良好，但水流紊动强度偏小，不利于生物膜更新，水处理效果逐渐降低，而且对水中的TN同样存在去除率较低的问题。 因此，如何构建具有脱氮、除磷、降解有机物等多重功能的水库原位生物膜处理系统，并与混合充氧技术相结合，有效去除水中N、P及有机污染物成为当前国内外水源水库水质原位控制方面的前沿研究课题。 7 污染沉积物修复方法研究 水体和沉积物之间的物质交换过程十分复杂，包括物理、化学和生物等方面的作用。然而长期以来，生物作用尤其是微生物的作用被人们所忽视，直至最近随着对沉积物和水体所组成的多相界面过程研究的深入，微生物在此过程中的作用才引起人们的重视。近年来开展了有关磷细菌代谢的特点和限制条件、微生物磷代谢的机理、氮代谢的传统途径及生物代谢特征和影响氮磷生物代谢因素．甄等方面的研究工作。 但是在现有研究中，关于微生物在水体一沉积物一间隙水多相界面过程中的作用机制，特别是大水深水库的高渗透压条件对生物微生态环境及污染物迁移转化过程与机制的影响方面的研究在国内外均未见报道。 目前利用微生物对污染沉积物进行修复的方法主要是向水体和底泥中投加经过筛选的具有特殊分解能力的菌种活性微生物，强化底泥和水体有机物的降解。美国现有多家公司生产经过筛选的天然菌种或人工培殖的变异菌种。lear—Flo系列菌剂专门用于湖泊和池塘生物清淤、养殖水体净化、河流修复及污泥去除，有不少成功案例”川。由乳酸菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等4大类80余种微生物组成的复合菌剂EMs(Effective Microorganisms)，投加在重度富营养化的湖水中的试验结果表明，水中氮、磷、COD含量明显减少，叶绿素浓度大幅降低，透明度提高，藻类“水华”得到控制。目前国内的应用主要是试验性的，而且主要用于非水源水体的重度污染水质修复。如果将外来的微生物菌落投加到水源水体中，则存在外来物种的潜在危害，可能会引发新的供水安全问题。因此，对于水源水库底泥的生物修复，应着眼于土著微生物，从土著微生物中分离、驯化、培养高降解性能的优势微生物，用于水源水库污染底泥的修复。 国内外关于水库湖泊污染沉积物的化学修复方面的研究较多。如采用投加石膏的方法，抑制底泥中磷的释放取得良好效果，投加石膏后底泥中的总磷和PO4一P是投加石膏前的3倍和5倍pJ。也有通过投加混凝剂控制底泥中磷的释放的方法，如在瑞典的Finja湖和Vallentuna湖中投加铝盐混凝剂，pH为9．5时，4天后Finja湖底泥总磷的释放量由40％降低为20％，当铝盐的投加量增大时，l天后磷的释放量就大大减低，大约为不处理底泥释放量的1／4；而对于Vallentuna湖底泥，投加铝盐对磷的释放抑制作用不明显旧J。在德国的Bautzen水库，为了抑制微囊藻的爆发，采用了投加铁盐和破坏水体分层相结合的技术；结果表明，Fe2＋对P的沉淀效果要优于Fe3+，投加Fe2＋将水中的溶解活性磷(SRP)由72％降为了54％，总磷含量也都降低了45％帕¨。水库湖泊底泥的化学修复方法与技术对不同水库的修复效果存在较大的差异，而对于大水深的水源水库污染底泥化学修复方面的研究较少，在对该类水库进行化学修复的可行性、有效性和稳定性方面还有很多工作未深入展开。 8未来研究重点及展望 综上国内外在水库／湖泊水质污染与富营养化控制方面的研究成果，考虑到水源水库的基本特征和水质污染控制的特殊性，笔者认为目前在该研究领域还主要存在以下几方面的问题，未来研究可着重从以下几方面入手开展： (1)目前大部分研究集中在污染物迁移转化规律、机理和过程方面，后续应加强理论成果与控制技术、工程方法、技术控制条件结合方面的研究。 (2)混合充氧是水源水库水质污染控制尤其是内源污染引起的水库富营养化控制的有效技术，针对水库分层与污染特征的混合充氧技术集成研究应作为今后研究重点之一。 (3)藻类具有悬浮生长特性，利用其特性通过垂向混合技术改变藻类的生长条件、抑制藻类繁殖，深入探讨该技术控制富营养化的理论并开展技术实际应用效果研究。 (4)生物技术是解决水库水质高N／P、高有机污染问题的有效方法，结合水源水库自身特点开展混合充氧条件下水库原位生物处理系统的构建和相关技术研究方面的工作。 (5)加强多相界面条件下的生物过程，高渗透压对底层生物微环境及污染物的生物代谢过程影响及沉积物内源污染控制混合充氧技术条件等方面的研究。 (6)目前国外对混合充氧技术定量模拟开展了一定研究，但主要集中在气泡混合方面，应结合水质污染控制技术，系统深入的对水库水质污染控制技术进行定量模拟计算，实现对水质污染控制过程和控制效果的有效预测和定

但高 铁 酸 盐由于工业化和储存使用上的一些问题，例如:药剂的不稳定性和生产过程中的强腐蚀性，目前很难广泛应用。 化学 法 去 除藻类的最大问题是治标不治本，藻体内氮和磷溶解后重新进入水体中，为藻类的重新滋生创造了条件，而且氧化剂氧化细胞还会使细胞内藻毒素释放出来，造成更为严重的污染。因此建议在水库出水口处增加曝气装置，加大空气与污染物接触面积和反应机会，使得还原性物质和挥发性有机物也能得到有效地去除，同时投加氧化剂，进一步去除藻类和藻毒素，为减轻水厂处理压力、降低制水成本打下良好的基础。

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有一定道理。

在地表水源中，湖泊和水库发生异嗅的原因主要是藻类和放线菌的生长。放线菌产生异嗅的原因是在其新陈代谢过程中分泌土臭素和2一甲基异冰片。水体中活藻可产生许多挥发性的和非挥发性的有机物质。这些有机物或者是简单的光合作用的产物，或者是由较简单的化合物合成的较复杂的化合物，变成异养有机物(如细菌和真菌)的食物。藻类细胞外的产物会引起异嗅和异味。而且藻的细胞外物质分解是另外一个潜在的嗅味源泉。大部分产生嗅味的有机化合物是活藻释放的，包括小分子量和大分子量物质。死藻可以通过两个途径引起异嗅和异味。其一，死亡藻类(特别是无纤维素细胞壁藻类)细胞的解体，使得细胞内物质进入水中，释放出嗅味化合物;其二，死藻可作为放线菌等细菌的食物放线菌可产生嗅味化合物。鱼类通过鳃或肠道吸收嗅味物质，使鱼本身也有嗅味，导致鱼肉质量下降。目前己知能使水体产生各种嗅味的藻类有5O种左右。 近年来由于对给水管网中由细菌生长引起的水质变化研究的深入，也发现由于给水管网中物理化学和生物化学的原因而使用户水中出现异味的问题。在给水管网中由于水中有机营养基质的存在，使细菌在管网中再生长，并在管壁形成生物膜，由于水流速度的变化，水流对管壁生物膜的剪切力也相应变化，引起生物膜的脱落而使用户水色度和浊度上升。如果水中营养基质较多使细菌生长旺盛，管壁生物膜较多，老化的细菌膜和死亡的细菌分解也会使用户水发出异嗅味。。高层水箱由于二次污染和清洗不够，使细菌和藻类微生物生长也会使饮用水出现异味，对于管网中水质变化引起的饮用水异味还有待进一步研究。 从自来水的生产过程来看，产生嗅味的物质来源于三个过程:一是原水中本身含有某些产生嗅味的物质;二是原水经过水厂进行处理时，在处理过程中，投加的药剂以及同原水物质所反应后的物质带来的异嗅和异味;三是处理后的水在经过配水系统输送到用户过程中，在管网系统中引入的杂质产生的嗅味。从我国饮用水供水的实际情况来看，产生嗅味的物质主要来源于前两个过程。

11、水中出现嗅味问题 水中产生异味的主要物质是土臭素和二甲基异冰片，它们的分子量在1000左右属于半挥发性物质。在地表水源中，湖泊和水库发生异嗅的原因主要是藻类和放线菌的生长。放线菌产生异嗅的原因是在其新陈代谢过程中分泌土臭素和2一甲基异冰片。水体中活藻可产生许多挥发性的和非挥发性的有机物质。这些有机物或者是简单的光合作用的产物，或者是由较简单的化合物合成的较复杂的化合物，变成异养有机物(如细菌和真菌)的食物。藻类细胞外的产物会引起异嗅和异味。而且藻的细胞外物质分解是另外一个潜在的嗅味源泉。大部分产生嗅味的有机化合物是活藻释放的，包括小分子量和大分子量物质。死藻可以通过两个途径引起异嗅和异味。其一，死亡藻类(特别是无纤维素细胞壁藻类)细胞的解体，使得细胞内物质进入水中，释放出嗅味化合物;其二，死藻可作为放线菌等细菌的食物放线菌可产生嗅味化合物。鱼类通过鳃或肠道吸收嗅味物质，使鱼本身也有嗅味，导致鱼肉质量下降。目前己知能使水体产生各种嗅味的藻类有5O种左右。 近年来由于对给水管网中由细菌生长引起的水质变化研究的深入，也发现由于给水管网中物理化学和生物化学的原因而使用户水中出现异味的问题。在给水管网中由于水中有机营养基质的存在，使细菌在管网中再生长，并在管壁形成生物膜，由于水流速度的变化，水流对管壁生物膜的剪切力也相应变化，引起生物膜的脱落而使用户水色度和浊度上升。如果水中营养基质较多使细菌生长旺盛，管壁生物膜较多，老化的细菌膜和死亡的细菌分解也会使用户水发出异嗅味。。高层水箱由于二次污染和清洗不够，使细菌和藻类微生物生长也会使饮用水出现异味，对于管网中水质变化引起的饮用水异味还有待进一步研究。 从自来水的生产过程来看，产生嗅味的物质来源于三个过程:一是原水中本身含有某些产生嗅味的物质;二是原水经过水厂进行处理时，在处理过程中，投加的药剂以及同原水物质所反应后的物质带来的异嗅和异味;三是处理后的水在经过配水系统输送到用户过程中，在管网系统中引入的杂质产生的嗅味。从我国饮用水供水的实际情况来看，产生嗅味的物质主要来源于前两个过程。 建议： 1. 当原水出现异味时，在取水口安装增氧机进行扬水暴气，处使嗅味物质的挥发以减轻后续水处理工艺难度。 2. 当预氧化剂与水中有机物、藻类反应产生异味时，在反应池末端投加粉末活性炭吸附产生异味的物质。

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有一定道理。

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原帖由 mengyan197206 于 2010-1-15 19:49 发表

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执行新标准的给水处理工艺改进措施 唐志坚徐国富朱步洲 摘要：根据新水质标准的特点，提出新标准中给水处理难度最大的是有机物，鉴于此归纳出几种饮用水深度处理技术，并对其进行了详细的论述，通过给水处理工艺的改进，保证了处理后水质达到国家的新饮用水水质标准。 关键词：给水处理，水质标准，处理难度，预氧化技术 我国卫生部于2006年颁布了《生活饮用水卫生标准》，其中对生活饮用水水质标准的一些项目作了修改并增加了一些项目，新的水质标准对给水工作者提出了更严的要求，将我国的给水净化事业推向一个新的高度，但同时也为给水工艺带来了巨大挑战。 因为我国大部分自来水厂中的给水工艺仍采用20世纪初形成的混凝、沉淀、过滤和加氯消毒的常规工艺，面对水源水质的变化，从水质毒理性和饮用水的安全性方面考虑，传统的水处理工艺处理微污染水显得力不从心。因此我们必须从强化混凝、增加生物预处理和发展臭氧一生物活性炭技术深度处理等方面进行给水工艺改进，采取有效措施保证处理后水质达到国家的新饮用，水水质标准。 1新标准特点 新标准的主要变化有：水质检测指标南原来音勺35项增擎106项，修订8项，增加7l项，其中水质常规指标为38项，消毒剂常规指标为4项，非常规指标为64项。，主要包括：1)微生物学指标由2项增至6项，增加了大肠埃希氏荫、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫等项，修订了总大肠菌群指标。2)饮用水消毒剂由l项增至4项，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯3项指标。3)毒理学指标中，无机化合物由10项增至21项，增加了溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锑、钡、铍、硼、钼、镍、铊、氯化氰等指标；修订了砷、镉、铅、硝酸盐的限值；有机化合物由5项增至53项；修订了四氯化碳的限值。4)感官性状和一般理化指标出15项增加至20项，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、钠、铝5项指标，修订了浑浊度指标。5)放射性指标中．修订了总a放射性指标。 2最大处理难度 我国水环境污染严重，主要超标项目是有机物，也足最大处理难度．这与城镇生活污水没得到有效处理有关。水中有机物含量高时会直接影响水的臭与味，让人厌恶。人们对水中有机物危害的关注，从有毒有害有机物到三致(致畸、致突变、致癌)物质又发展到目前的内分泌干扰物。目前我们能够测出并研究其对人类健康影响的水中有机物才数百种，随着分析测定方法与分析仪器的发展、提高，能被测出的有机物将越来越多，而这些有机物对人危害的全面研究也需时日，所以在我们尚未认识它们的危害前，对其总量进行一定的控制，对我国人民未来健康是必要的。新标准中“水源选择及水质要求”规定水源水中耗氧量不应超过4 mg／L，五日生化需氧量不应超过3 mg／L。 3处理工艺的改进 3．1强化传统工艺 改进和强化传统净水工艺是改善出厂水水质最经济最有效的手段。对传统净化工艺进行改造、强化．可以降低出水浊度，提高有机物的去除率，全面提高水质。目前广泛应用的方法主要包括强化混凝．强化沉淀、强化过滤、强化消毒技术。改变投药方式、投药条件和采用新型混凝刺等强化混凝效果降低浊度，是目前水厂去除水中有机物最经济、最有效的手段；采用高效的斜板沉淀工艺是强化沉淀效果的有效措施，气浮工艺的开发与应用给系统沉淀工艺改造提供了一个新的思路；采用双层或多层过滤以及新型滤料如硅藻土材料等，是降低滤池出水浊度的有效途径；生物活性过滤以及磁分离技术等更足近年来强化过滤的发展方向；研究开发新型的消毒剂是强化传统饮用水处理工艺的另一个研究方向，近年来人们对二氧化氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒等技术日益重视。 3．2生物预处理工艺 饮用水的生物预处理是混凝一沉淀一过滤一消毒等常规净水工艺的前生物处理过程。生物预处理工艺以生物膜法为主导，较有代表性的主要是生物滤池法、生物接触氧化法和生物流化床法。生物预处理的填料上生长着细菌、原生动物、后生动物等微生物，形成了生物膜，在与水接触时，生物膜上的微生物摄取、分解水中的有机物和氮、磷等营养物质，从而使水得到净化。 3．3预氧化技术 预氧化技术是一种提高常规混凝工艺效率的方法，由于氧化剂破坏无机颗粒表面的有机涂层，可降低其稳定性。氯是最早的水处理预氧化剂，但其危害健康的氯化副产物限制了其推广；高锰酸钾可用于受污染污水处理，生产性试验结果表明可以在一定条件下去除微量有机污染物，能有效地破坏水中某些氯化消毒副产物前驱物质，水的致突变活性显著下降，除臭、藻类，并有良好的助凝效能。高铁酸盐足一种强氧化剂，其标准状态下氧化势高达2．2 v，对低温低浊水有显著的助凝作用和优良的除污染和藻类作用；臭氧也可以用于预氧化，尤其能有效地去除腐殖质引起的色、臭、味等，对还原状态锰、硫的去除能力也强于氯。 3．4以活性炭为代表的多孔介质吸附工艺 以活性炭为代表的多孔介质吸附工艺可有效地去除色度、浊度和有机污染物，甚至水中的异味。具有较发达中孔的颗粒活性炭(GAC)非常适合于水处理；活性炭纤维(ACF)只有单一的微孔，孔径5um～14um，水中大部分有机物很难进入ACF的有效吸附面积中，对有机物的去除仪在20％左右；由细炭粉压缩而成的压缩活性炭卫生条件比粉末活性炭好，对有机物的去除效率在30％-57％。还具有对进水进行亚微滤和去除原生动物的作用。由于GAC去除有机物的寿命仅3个月～6个月，再生困难，更换价格昂贵，生物活性炭(BAC)技术应运而生。BAC是以活性炭为载体，利用自然吸附生长的微生物，在水处理中同时发挥活性炭的物理吸附和微牛物的牛物降解作用。 3．5膜过滤技术． 膜法是在压差推动下的物理分离过程。States研究表明：只要膜设备运行正常，即使进水水质发生变化，出水中的细菌数量一般都在检出限以下。 超滤(UF)、微滤(MF)对胶体和细菌的去除效果较好，但对有机物和盐类的去除效果一般。由于不需委昂贵的预处理去除颗粒，处理能力低于2x 104 m3的小型膜工艺水厂的制水成本与常规工艺相当或较低。处理单元体积小，易于自动化控制；纳滤(NF)能有效地去除水中致突变物质和色度，TOC上除率90％，AOC去除率80％。NF射细菌有很好的厶除效果，可以作为物理消毒取代常规化学消毒。但进入纳滤膜的水需经酸化、加防垢剂等预处理防止离子沉淀，预过滤防止颗粒对膜污染，控制操作压力为0．8 MPa～1．0 MPa，操作较麻烦。由于超滤膜在去除有机物和病原菌的同时，也去除了80％的阴阳离子，长期饮用不利健康；反渗透膜孔径小于2 nm，对有机物、金属氧化物、微生物及胶体物质有较高的去除能力，可用于水的纯化，尤其是半咸水脱盐和半导体工业超纯水。但反渗透膜对无机物去除的“良莠不分”，使水中的有益矿物质和微量元素也同时去除。，该方法操作压力高(>1．5 Mpa)，因膜易阻塞和污染，对预处理要求严。 3．6臭氧(O3)+活性炭吸附技术 O3具有强氧化性，其氧化能力是次氯酸钠(漂白粉)的2倍，它能使水中大分子有机物分解为小分子状态，目前，如何利用O3的强氧化能力来有效地太除饮用水中的有机污染物质，已成为给水处理领域颇受关注的重点问题。在水处理中使用活性炭，能有效地去除小分子有机物，但对大分子有机物的太除则很有限。如果水中大分子有机物含馈较多，会使活性炭的吸附表面加速饱和而得不到充分利用，缩短使用周期。若进水先经O3氧化，使水中大分子有机物分解为小分子状态，就会提高有机物进入活性炭微孔内部的可能性，充分利用活性炭的吸附表面，延长其使用周期。同时，后续的活性炭义能吸附O3氧化过程中产生的大赶中问产物，包括(O3无法去除的三氯甲烷及其前驱物，保证了最后出水的化学稳定性。O3+活性炭吸附技术在一定意义上可以认为是O3氧化提高了活性炭的处理效率。 4结语 随着《生活饮用水卫生标准》的实施，生活饮用水水质标准的不断提高，也必将促进给水工艺的不断发展和进步。在我国现有条件下，水源水受到污染已是不争的事实，饮用水源的污染对给水处理工艺提出挑战，常规给水工艺已经很难达到饮用水水质标准的要求，因此在强化常规工艺的前提下，开发出能有效去除各种有机物和有害化学物质的饮用水深度处理技术，是当前给水处理领域的主要研究方向，以满足社会的安全用水需求。

饮用水中消毒副产物的研究进展 周涛 1，马青兰1，汤维维2 1 太原理工大学环境科学与工程学院，太原(030024） 2 乌鲁木齐水务(集团)有限公司水质监测中心，乌鲁木齐(830049) E-mail: 2006zhoutao@163.com 摘 要：本文从饮用水中消毒副产物(DBPs)的形成机理、种类、毒理方面，进行了详细的探讨研究，综述了DBPs 的常规检测方法和影响因素，并且提出了现阶段去除DBPs 的相应措施，为实际工程中DBPs 的去除，提供了重要的理论指导意义。 关键词：饮用水；消毒；消毒副产物 通常，饮用水的水源中都含有一定浓度的天然有机物，而且随着生活污水和工业废水的注入，水源中还会增加各种人工合成有机物。在水处理过程中，消毒剂除了杀死病原微生物之外，还会与这些有机物如腐殖酸和富里酸等反应而生成消毒副产物(DBPs)。这些消毒副产物不仅会影响饮用水的口感、气味、颜色、浊度等，而且还对人体健康造成致畸、致癌、致突变的危害，因此，对消毒副产物的研究及其控制具有重要的理论和实践意义。 1 DBPs 的形成机理 原水水体中腐殖酸含量约为有机物总量的50%～80%，据相关研究分析，腐殖酸中脂肪结构约占37%，芳香结构约占 21%，此外含有羟基、羰基、酯基和羧酸基团等结构，是形成消毒副产物的主要官能团。当水体中含有氯、溴等离子时，一般以次卤酸或者次卤酸盐的形式存在，其可以氧化醇羟基为醛、酮或者与烯醇式互变异构体发生加成反应，而生成DBPs，包括THMs、HAAs、HANs、HKs 等。可见，天然腐殖酸中存在的羟基、羰基、羧基和间苯二酚的结构，是形成局部烯醇式及卤化试剂反应生成卤仿的根源。 2 DBPs 的种类 目前已发现的消毒副产物有上百种物质，大多为含卤化合物。按照消毒过程中使用消毒剂的不同，可将消毒副产物分为两大类：卤代DBPs 和非卤代DBPs。其中，卤代DBPs 又可分为无机副产物和有机副产物两类。在氯化消毒过程中,产生的最主要无机物质是氯胺,包括一氯胺、二氯胺、三氯胺和三氯化氮，此外还有亚氯酸盐和氯酸盐等物质，这些无机副产物对人体健康不会造成危害。但有机副产物如三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮类(HKs)、氯化腈(CNCl)、卤乙醛、卤硝基甲烷、氯酚等等，危害却十分严重。其中，三卤甲烷和卤乙酸含量较大，两者之和约占全部DBPs 的80%以上，据国外研究表明：在液氯消毒中，三卤甲烷、卤乙酸的含量分别占DBPs 的46 %、42 % ；在氯胺消毒中，二者分别为24 %、54 %。三卤甲烷不仅含量较大，而且其危害作用也比较大。它具有较强的致癌、致突变风险，美国癌症研究所的试验表明：三氯甲烷能引起大小白鼠发生肝癌和胃癌，Kopperman 等认为：即使低剂量的氯也可发生氯化反应而生成有机氯化物，从而增加它的亲脂性，最终引起生物体内毒性或非极性(如亲脂性强的)化合物的生成，导致机体正常功能丧失。由此看出，三卤甲烷、卤乙酸已成为主要控制的消毒副产物。此外，二者也分别代表了挥发性和非挥发性的两类消毒副产物。非卤代DBPs 主要包括酮类、羧酸和醛类化合物，如甲醛等等。 3 DBPs 的毒理 相关研究表明，消毒副产物具有致畸、致癌、致突变的危害。液氯消毒后的水的的致畸变活性比其它消毒剂（如臭氧、氯胺、二氧化氯等）处理后的水的致畸变活性要高很多，可见氯与碳基可能会产生某种协同作用，从而影响了水的致突变活性。 饮用水中卤化产物的致癌危险度非常高，如三卤甲烷，它的生殖和发育毒性很小，但却可以降低精子的自动力，而且一定剂量的三卤甲烷就可以诱导肝、肾细胞的毒性；卤乙酸具有生殖、发育毒性,并且高剂量的DCAA 有明显的神经毒性,其致癌作用主要发生在细胞增殖过程中；高剂量的溴酸盐会引起动物肾小管损伤，并且具有遗传毒性。可见，消毒副产物的危害作用非常大，应予以重视。 4 常用的DBPs 检测方法 饮用水中消毒副产物的含量一般比较低，对其进行检测时，先要进行分离富集预处理。常见的预处理方法有：气提法，即吹扫-捕集法(Purge and Trap)，主要用于富集水中的挥发性有机物；顶空法(Head Space)，利用分析物在气、液两相中的分配平衡来测定挥发性、半挥发性化合物；此外还有液液萃取法、固相萃取法等等。 通常采用色谱法分析消毒副产物，因为色谱法具有高效能、高灵敏度、高选择性、应用范围广等特点，且是分析有机物的有效方法。检测消毒副产物的色谱法主要有气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱-质谱联用法(GC-MS)。 GC 法用于分析易挥发、热稳定性好的有机物，其特点是速度快、分离效率高、用量少，主要的检测器有氢火焰离子化检测器(FID)和电子捕获检测器(ECD)等。 HPLC 法用于检测水中分子量大、热稳定性差的有机物。大多数有机物都可用HPLC 法进行测定，但其检测器比较复杂、费用比较昂贵，一般先用GC 法进行测定。常用的检测器有紫外检测器、荧光检测器和电化学检测器。 GC-MS 联用法是将饮用水中复杂的消毒副产物先经过色谱柱分离成单个组分，然后用质谱仪进行鉴定，可用微机对其数据进行处理，从而进行定性、定量的分析。 5 DBPs 的影响因素 5.1 有机物浓度的影响 水中有机物的含量将会影响三卤甲烷的生成，三卤甲烷生成量随着高锰酸盐指数CODMn 和UV254 的值增大而增加。由此表明，水体的污染程度，尤其是有机物的污染程度对三卤甲烷的生成量影响很大。当水体污染轻时，三卤甲烷生成就少；反之水体污染严重时，三卤甲烷生成就多。另有研究表明，当有游离氯存在时，饮用水中腐殖质氯化所形成的三卤甲烷浓度将与总有机碳（TOC）成直线关系。 5.2 氨氮浓度的影响 氨氮是用来评价水源水质优劣的重要指标之一，在许多水体中都存在，能够影响三卤甲烷的形成。当水中不含有氨时，氯以游离氯的形式存在，化合态氯很少；若有氨存在时，水中的氯会与氨反应生成各种形式的氯胺。这样，不仅降低了具有反应活性的游离氯的浓度，而且形成的氯胺也不能和水中有机物前体物反应，减少了三卤甲烷的生成量，从而使消毒副产物含量减少。还有研究表明，当氯与氨氮的比值降至5：1 时，消毒副产物的总量将会减少89%，此时检测不出二溴一氯甲烷。由此可知，氨氮对三卤甲烷的形成具有明显的抑制作用，随着水样中氨氮含量的增加，三卤甲烷的生成量明显减少，并且当氨氮含量增加到一定值时，三卤甲烷生成量下降的趋势将会减缓。 5.3 反应时间、温度的影响 总体来看，随着反应时间的延长，三卤甲烷生成量将会增加。在反应的开始阶段，三卤甲烷生成的比较快，在6h 内生成的量约占总量的42%；当反应时间延长到某一时间（24h），三卤甲烷的生成量趋于恒定。也就是说，在一定时间内，游离氯在水中停留的时间越长，就与水中的有机物接触时间越长，从而反应生成的三卤甲烷量就越多。所以，反应时间要严格控制，既要减少游离氯与水中有机物的接触时间，还要减少消毒副产物的生成量，来保证饮用水的水质安全。 温度可以提高化学反应的速度。当温度升高时，游离氯与水中有机物的反应大大加快，使得同等时间内三卤甲烷的生成量大大增加。所以，通常夏天水温高而产生的消毒副产物浓度相应也比较高，冬天水温低而产生的消毒副产物的浓度就比较低。有研究表明，在相同的情况下，30℃时生成的三卤甲烷的量是4℃时生成量的十倍之多。可见，温度的升高会增加消毒副产物的生成量。 5.4 溴离子浓度的影响 对于含有一定量溴离子的水来说，经氯化消毒后，溴离子在氯的作用下会形成HBrO，然后与水中的有机物反应生成溴代甲烷，并且随溴离子浓度的增加，氯代甲烷的生成量减少而溴代甲烷的生成量会增加，总卤代甲烷的含量呈增加趋势。 5.5 pH 的影响 在投氯量和反应时间相同的情况下，当pH 值升高时，水中OH—浓度会增加，这样有利于卤代有机物水解生成三卤甲烷。也就是说，三卤甲烷更容易在pH 值高的水样中生成。此外，pH 值偏高，微生物活性降低，消毒效果也会降低。所以，pH 值的改变会有两方面的影响作用：一是对消毒剂的作用，改变其溶解度、分解程度和分子结构；二是对微生物的影响，微生物适宜生长的pH 值范围为6～8，过高或过低对微生物的生长都不利。 6 DBPs 的控制措施 控制饮用水中消毒副产物的的生成量，可以有效地防止水体的二次污染，并且保证了饮用水的供水安全。根据消毒副产物的成因，提出三种解决途径：一是去除消毒副产物的前体物；二是在消毒副产物的形成过程中，对其处理；三是直接去除生成的消毒副产物。 6.1 减少原水中前体物的含量 消毒副产物的前体物就是指饮用水中的腐殖酸和富里酸等有机物质。通常采用的方法主要有预氯化法、生物预处理。预氯化法可以有效地去除水中的部分有机物，但仍会与腐殖酸和富里酸等有机物反应生成消毒副产物，这就要找到一种新的氧化剂。研究表明，高锰酸钾复合药剂，不仅可以去除水中的有机物和某些氯化消毒副产物的前体物，还可以去除藻类物质，并且降低了水的致突变活性，从而减少了水中的消毒副产物。生物预处理是指在常规净水工艺前，增设生物预处理工艺，凭借微生物的代谢活动，让水中的有机物改善絮体结构，使之容易沉降，从而进行去除。常见的生物预处理工艺主要有生物接触氧化、生物陶粒滤料滤池、生物流化床。 6.2 新型消毒剂和消毒技术 在饮用水消毒过程中，为了降低消毒副产物，通常要寻求化学性质稳定、毒副作用小、能有效控制生物膜、副产物少的消毒剂，来代替传统的氯。有时，也要根据具体的实际情况来选择适宜的消毒剂，或者联合使用几种消毒剂，才能减少消毒副产物的生成量。目前，取代氯的主要消毒剂有氯胺、二氧化氯、臭氧和紫外线。许多净水厂的运行资料证明，氯胺代替氯消毒，可以很好地控制溴代副产物种类以及消毒副产物的总量；二氧化氯不仅杀菌能力强，而且不与水溶液中的有机物反应生成三卤甲烷，其残余量能在管网中维持较长时间；臭氧是控制三卤甲烷浓度的最好消毒剂，它很有效的减少了卤化副产物，从而使有机卤化物浓度显著降低；紫外线对细菌有较高的杀死率，一般不改变水的物化性质，而且操作简单、使用方便。 新型消毒技术是指两种或两种以上的单一技术的组合消毒技术。目前采用较多的组合消毒方法有O3/GAC/Cl2 和O3/H2O2/GAC/Cl2 两种方法。其优点是：不仅减少了水中有机物，降低了氯消毒副产物，而且还使隐性孢子卵囊失去了活性，减少了水传播疾病的发生率。 6.3 消毒副产物的直接去除 对于饮用水中消毒副产物的去除，常用的方法有活性炭吸附、离子交换、超过滤、电渗析和反渗透等等。活性炭吸附在去除消毒副产物的同时，也可去除消毒副产物的前体物，是一种比较可靠的方法。研究表明，利用活性炭去除氯仿及其前体物是十分有效的。例如法国蒙桑苏塞纳水厂，在15 个月的运行期间，以10m/h 的滤速经过粒状活性炭时，可去除40%的氯仿。反渗透法去除水中消毒副产物的效果也很好，可使水中的氯仿降至1.8×10-3mg/L以下, 适用于个体或局部水质的处理。 饮用水中的消毒副产物关系着每个人的身体健康，通过对其的理论研究，要用于指导实际的水处理工艺，尤其是在实际的生产中，我们要结合具体的水源水质特点和经济条件，用合适的消毒技术进行处理，才能有效的去除水中的消毒副产物。

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高密度沉淀池

宁波市实现供水现代化的技术路线分析 李树平，， 刘遂庆，， 朱月海‘， 陶涛‘， 张晴浩2，任基成，， 费杰， (1. 同 济 大学 环境科学与工程学院，上海200092;2 宁波市自来水总公司，浙江宁波 3 150 4 0) 摘 要 : 通过分析宁波市的水源、水厂和管网的供水现状，提出了包括分系统供水、公司内控水质标准的制定以及供水各个环节技术更新改造措施等方面的供水现代化技术路线。 关键 词 : 供水; 现代化;技术路线 中图 分 类 号:TU991.2 文献标识码:C 文章编号:1000一4602(2004)05一0090一。 1 宁波市供水现状分析 192 6年 宁 波市建立“通泉源自来水公司”，至今已有77年的历史。目前宁波市自来水总公司的供水服务范围包括海曙区、江东区、江北区、镇海城区、北仑城区及郸州区部分区域，供水人口约120多万人。2002年，实际供水量为23023.40 x 104 m3/a, 最高供水量为71.21 x 1 04m 3/d、平均供水量为63.08 x 104 m3/d、日变化率系数为1.11。随着宁波市社会经济的快速发展，尤其是北仑、镇海、郸州等区域水工业项目的相继建成以及大批工业、教育、科技园区的兴起，供水区域大幅度拓展，城乡供水一体化格局逐步形成，城市供水已经进人大规模快速发展时期。 1. 1 水源现状 宁波中心城区目前的正常供水量为60x104m3/d左右，从各水源取水量分别为:横山水库约15x104m 3/d、肖镇北渡约22x 104M3/d ,郸东河网约16x 104m3/d 、姚江约7x104m3/d。从现状来看，存在水质性缺水和季节性缺水问题。 根据 国 家 城市供水水质监测网宁波监测站和宁波市环保局的水源水质检测报告，横山水库为II类水源，肖镇北渡为Ⅱ一Ⅲ类水源，姚江为Ⅲ一IV类水源。国家地面水环境质量标准( GB 3838-2002)规定，生活饮用水水源应是班类以上，Ⅳ类水适用于一般工业用水，V类水适用于农业用水。据此分析，宁波城市供水目前仍有38%的取水量尚不满足饮用水水源水质标准要求。 每年 夏 季 是城市供水的高峰季节，但也是宁波源水紧缺的季节。根据市有关部门2001年制定的《宁波城市供水区抗早供水调度预案》，在7月15日一8月31日期间制定了城市供水抗旱的几种调度方案:第一，正常供水约60 x 10'4m3/d;第二，节制供水约50 x 10'4m3/d;第三，限制供水约45 x 104m3/d;第四，极度限制供水约30 x 104 m3/d。这几种调度预案，除了正常供水外，无论其余哪种方案的实施，都将对宁波的社会和经济产生很大影响。 1.2 水厂现状 目前 宁 波 市自来水总公司供水能力为82x104m3/d，管辖江东、南郊、梅林、慈城、北仑五座水厂。 根据2002年9月一2003年8月的水质监测资料，各水厂出厂水的部分水质指标见表1. 从表I可以看出，近期各水厂的出厂水浊度基本控制在0.5 N TU左右，其中北仑水厂由于工艺设备比较先进、自动化水平较高(具有加药自动化、V型滤池自动化和二级泵房自动化)，出厂水浊度基本控制在0.1 NTU左右。 由于缺乏统一管理，一些工业企业(尤其是大型工业企业)自建有供水系统，且水源基本以水库水为主，没有充分体现优水优用的原则，同时降低了河网水的利用率，不利于水资源的综合开发利用。 1.3 管网现状 宁波市供水管网为多水源环状管网系统，局部地段为树状网。到2002年底DN1000以上给水管道约1057.3km，各水厂出厂水压为0.35一0，40MPa。到目前为止供水管材己停止使用自应力水泥管，限制铸铁管的使用。新铺大口径管道基本上采用球墨铸铁管和钢管，长距离输水管道应用了阴极保护技术，加强了管材的防腐能力。小口径管材采用了钢塑复合管、UPVC管等新型管材，但是仍有大量水泥管和普通铸铁管埋于地下。宁波市江南、江北、北仑、镇海四个区的管材应用比例见表2，其中水泥管和普通铸铁管道容易发生漏损和爆管，因此宁波市的管网改造任务艰巨。 2002年7月﹣2003年6月通过对管网水质取样分析，主要结论为:①常规四项指标全年综合平均合格率为93.63%;②浊度平均值为0.71NTU、合格率为79.17%;③余氯合格率为10%;④细菌总数平均值为21.54 CFu/mL、合格率为98.38%;⑤总大肠菌群数平均值为0.89 CFu/l00 mL、合格率为98.39%;⑥pH值的平均值为6.75、合格率为97.45%。从上述数据可以看出，管网水质与水厂出水水质相比浊度指标明显升高，主要原因有管网的管道材料质量较差，管网水力条件(流动性和停留时间)不良和出厂水水质稳定性不够等。 从取得的数据还得出:水的浊度在干管中增加不多，余氯也基本稳定，水质变坏主要发生在支管，因此支管特别是小区内部的管道、水箱将是改造的重点。 2 实现供水现代化的技术路线 针对宁波市的供水现状，为达到供水现代化的目标，其主要技术路线如下: 2.1 合理配置水资源，采用分系统供水 宁波市除存在供水的水资源短缺(即水质性缺水和季节性水量供应不足)问题外，水资源配置也不够合理，存在生活与工业用水统一管网、河网水资源开发利用不够的问题。因此，从水资源可持续开发利用出发，提出分系统供水的构想。分系统供水可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户;也可以是不同水源(例如地表水)经简单处理后供工业生产用水。 宁波城市分质供水的发展方向概括起来为:①开发保护Ⅰ、Ⅱ类水源，使城市生活饮用水水质达到国际先进水平，包括建立较为严格的公司内控水质标准和对现有供水各个环节的技术更新改造措施。②充分利用Ⅲ、Ⅳ类水源向大工业基地提供工业用水，宁波中心城市拥有丰富的江河水资源(多为Ⅲ一Ⅳ类水源)，经常规处理后完全可以满足一般工业用水的水质要求。③进行中水回用与海水利用，开发新的水资源。北仑电厂将海水作为冷却用水已实施多年，江北区污水处理厂将处理后水作为热电厂的冷却用水已开始作为试点应用。这些措施不仅开发了新的水资源，而且带来了一定的经济效益。 2.2 制定严格的内控水质标准 建立切合实际的饮用水水质标准，应根据当地《生活饮用水卫生规范》(2001年9月执行)为主要水源特性、水源水质(包括水中化合物、微生物)的依据制定了较严格的公司内控制水质标准，其与《生参数和监测记录，原水外观等情况及当地用户对饮活用水的要求而定。宁波市自来水总公司以卫生部饮用水卫生规范》的常规监测项目的比较见表3. 2.3 技术更新改造措施水质 供水各环节的技术更新改造包括:为保证水源水质，需对水源的开发与保护采取必要的措施;尽管水厂的出厂水浊度已控制在0.5 N TU以下，但还需进行预处理和深度处理方面的研究，以进一步提高水质;由于水的浊度明显增高，且管网内有大量的水泥管和铸铁管，供水管网需进行系统规划和更新改造，以实现原水、出厂水和管网水的分段质量达标控制。 根据以上分析，得到的技术路线汇总见表4。 3 结语 ① 根据供水可持续利用观点，宁波市将实行分系统供水，即将生活饮用水系统作为城市主体供水系统，同时建立工业用水系统，设专用管网向大工业基地和工业园区提供一般工业用水，便于充分利用水资源，节约制水成本。 ② 制定公司内控水质标准，在供水各个环节进行技术更新改造，将在很大程度上提高自来水公司的服务水平。 ③ 现代化是指社会各领域渗透着现代先进科学技术的、社会政治生活中体现民主政治与公平原则的、人的价格观念和道德水平具备了现代思想意识的社会文明。随着供水技术的发展和对供水现代化认识的提高，其技术路线也需不断改进和完善。