“新难点”引发新技术——清华大学环境工程系教授张晓健谈无锡市自来水事件应急处理技术

1 / 5 “新难点”引发新技术 清华大学环境工程系教授张晓健谈无锡市自来水事件应急处理技术 编者按：在前不久由清华大学环境科学与工程系和中国水网共同主办的 2007 水业高级技术论坛上，众多水业专家齐集 XX，对业内的热点问题展开了讨论，并针对一些难点问题提出了新技术、新观点和新思路。从本期开始，本报将对论坛上的众多权威专家的部分论述作一系列报道，敬请关注。 今年 5月末在无锡发生的 “ 自来水危机 ” 引起了全社会对水质问题的关注，除了加强控制水源地污染、保护环境的措施外，我们更从中学到了处理此类问题的新技术和新方法，从中吸 取了经验，进一步完善了应急机制。清华大学的张晓健教授作为这一 “ 危机 ” 应急专家组的技术负责人，不仅亲历了危机的全过程，更亲自主持并参与了应急新技术从试验到实践的全过程。在此次论坛上，张教授首次对事件的始末和新技术的研发过程进行了披露。 “除臭”而非“除藻” 张晓健介绍说， 5 月 28 日下午开始，无锡市的南泉水源地突然恶化，自来水带有严重的臭味，已经失去了除消防和冲厕以外的全部使用功能。水源水呈黄绿色，淡黄色，有的水甚至发灰、发黑，已不再是绿色。藻的浓度为 6000 万到2 / 5 8000 万克 /升，最高时达到 2.5 亿个 /升 。但是水面上只有少量的浮藻，水体颜色发灰、发黑。 COD 为 15 到 20 毫克 /升，最高时达到 28 毫克 /升，氨氮是 7 到 10 毫克 /升，溶解氧降为 0，并且水质的恶化过程非常突然。 事件发生后的 5 月 29 日 31 日，当地水厂已经采取了应对蓝藻水华的应急处理措施，即在取水口处同时投加粉末活性炭和高锰酸钾、水厂内提高混凝剂和消毒剂氯的投加量等应急处理措施，但效果不显著。为了解决这次危机事件， 5月 31 日 16 时张晓健等三位专家到达无锡， 6 月 1 日建设部城建司张悦副司长、王欢副处长等赶到，包括中国城市规划设计研究院的宋兰合所长等 7 人 迅速成立了专家组，协助当地解决这个问题。经过专家们的连夜实验、分析，发现：本次无锡自来水嗅味问题的产生原因极为特殊，当时的说法是因 XX 蓝藻水华造成。但是根据源水水质和臭 味的味道，以及应急除藻措施除臭效果欠佳的情况，在到达无锡后专家们就初步判断出，产生此次无锡自来水臭味的物质，是一种致臭的含硫化合物，此类硫化合物的气味和烂圆白菜味、烂洋葱味、蒜臭味，以及臭胶鞋味很相似。这次无锡市 XX 水的含硫化合物的来源，可能就是大量的藻渣在厌氧条件下产生的分解产物。而导致这一问题的 “ 污染团 ” 东西长 1000 米，南北宽 800 米， 具有游动性，并非全湖污染爆发。但污染团所到之处，臭不可闻。由此确定应急处理技术的目标，主要3 / 5 是 “ 除臭 ” ，而不是传统的 “ 除藻 ” 。 连夜试验获成功 根据已有研究结果，含硫的致嗅物质能够被氧化剂氧化分解，但基本上不被活性炭吸附，这就是当地前期应急处理措施效果不佳的原因。而微生物代谢产物的致嗅物质能够被活性炭吸附，却不易被氧化。因此，综合使用氧化和吸附技术，可以去除各类嗅味物质和其它污染物。对于综合使用，必须氧化剂在前，活性炭在后，后面的活性炭还有分解可能残余的氧化剂的功能。如果投加次序相反或同时投加，会因氧化剂 与活性炭反应，产生相互抵消作用，效果反而不好。 专家组到达无锡后，随即在现场进行了调查研究，有针对性地确定了试验方案。试验从 5 月 31 日 19 时开始，至 6月 1 日早 7 点 40 分，经一整夜的试验，取得了成功。采用所确定的应急除臭处理技术，在 5 月 31 日晚的恶劣水源水质条件下，应急处理后的水样无嗅无色，感官性状和常规指标良好，至少可以满足生活用水的要求。 当时，张晓健等专家确定的除臭应急处理工艺，具体来说包括：在取水口处投加高锰酸钾，在输水过程中氧化可氧化的致嗅物质和污染物；再在水厂内投加粉末活性炭，吸附水中剩余的嗅 味物质和可吸附污染物，并分解可能残余的高锰酸钾。高锰酸钾和粉末活性炭的投加量根据水源水质情况和运行工况进行调整，并逐步实现关键运行参数的在线实时4 / 5 检测和运行工况的动态调控。应急处理所增加的运行费用为0.200.35 元 /立方米水。 该应急处理技术通过单项处理技术的合理综合利用，强化了对嗅味物质和有毒污染物的去除，并避免因应急处理而产生新的污染问题，工艺合理，实施迅速，效果良好。采用应急除臭处理技术后，臭味问题立刻基本解决，自来水已经恢复到“水危机”爆发前常有气味的种类和强度。 运用 ORP 动态监控 由于“ 污染团”具有游动性，新技术运行后的效果并不稳定，必须用 ORP 控制，即实时检测、科学指挥、动态调控、稳定运行，方能全面达标，应急处理技术由此进入 24 小时动态调控阶段。 动态调控的主要对象包括高锰酸钾投加和粉末活性炭投加两部分。特别是高锰酸钾的投加一旦过多，锰就会超标，产生“红水”现象；但如果太少，由于化学反应问题，锰仍然会超标。所以既不能加多，也不能加少，只有用 ORP 来统计。经过监控和调整，至 6 月 5 日下午开始逐步减少高锰酸钾投加量，到 6 月 6 日完全停止投放。至此，应急除臭工艺结束，恢复到之前的日常工作程序。 本次事件的应急处理难度极大，无应急准备时间，水源水的污染原因与污染成分不明，污染成分复杂，水源水质变化快、幅度大。水厂现有净水工艺仍为传统工艺，设备和检5 / 5 测能力不适应应急处理的动态调控要求，污染源的水质超标，没有先例。 但这支富有经验、能打硬仗的应急处置专家队伍，具有一定的技术