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我国给水深度处理应用发展近况与存在的问题 王占生刘文君 清华大学环境科学与工程系北京10 0 0 8 4 1 生活饮用水水质标准是纲，纲举目张 我国原有的国家水质标准还是1 9 8 5 年前定的，当时就规定了3 5 项水质项目。 我国卫生部于2 0 0 1 年以生活饮用水卫生规范名义颁布了水质检验项目，其中常规 检验项目3 4 项，非常规检验项目6 2 项。虽然这9 6 项水质项目中规定了大量的有机污染 物限制浓度，可以与发达国家接轨，但在“水质监测”中规定“对水源水、出厂水和部分 有代表性的管网末梢水至少每半年进行一次常规检验项目的全分析。对于非常规检验项 目，可根据当地水质情况和存在问题，在必要时具体确定检验项目和频率。虽然说这符 合我国国情，很多检验项目需要高精度的仪器才能分析测定，大多数地区、城市尚不具备 这些条件，但实际上放弃了非常规项目( 众多有机污染物) 的检验。好在常规检验中规定 了耗氧量这一有机物综合性指标，控制有机物的摄入总量，要比8 5 年的目标前进了一大 步。 我国建设部于2 0 0 5 年6 月颁布了城市供水水质标准( C J T 2 0 6 2 0 0 5 ) ，遵循不低 于卫生部的规范并尽量与之协调的原则，该标准中对浊度“特殊情况下不超过5 度 改成 不超过3 度，对耗氧量“特殊情况下不超过5 m g L ”注明为“当原水耗氧量 6 m g L 时，不 超过5 m g L ”，这就明确规定凡水源水 6 m g L 时必须达到3 m g L ，较之卫生部规范更严了。 建设部规定常规检验4 2 余项，非常规检验6 l 余项。 原建设部作为管网水达标的水质项目只有4 项：浊度、余氯、细菌总数与总大肠杆菌， 而回避了用户最敏感也最有争议的嗅味、色与最担心的耗氧量。城镇供水水质标准规 定作为管网水达标的水质项目7 项，将色、嗅味、耗氧量等都列入，这就更完善、更全面 衡量饮用水水质是否达到要求，对各供水单位提出更严格要求，也更好体现了“以人为本” 的原则。 2 0 0 1 年的卫生部规范、2 0 0 5 年建设部行业标准的颁布为我国新的生活饮用水水质国家 标准的制定奠定了基础。 我国新的生活饮用水卫生标准( G B 5 7 4 9 - - 2 0 0 6 ) 终于颁布并于2 0 0 7 年7 月实施。 新的强制性国家生活饮用水卫生标准加强了对有机物、微生物和消毒等方面的要 求。新标准中的饮用水水质指标由原标准的3 5 项增至1 0 6 项，增加了7 l 项。其中，微生 物指标由2 项增至6 项；消毒剂指标由1 项增至4 项；毒理学指标中无机化合物由1 0 项 增至2 1 项，有机化合物由5 项增至5 3 项；感官性状和一般理化指标由1 5 项增至2 0 项； 放射性指标仍为2 项。新标准统一了城镇和农村饮用水卫生标准，并与国际标准接轨。 新标准在水质监测中明确规定：“城市集中式供水单位水质检测的采样点选择、检验 项目和频率、合格率计算按照C J T2 0 6 执行。这就肯定了建设部城市供水水质标准所订 的管网水的7 项检验。其中以臭味与耗氧量较难达标。 水质项目耗氧量是针对我国原水有机物污染较普遍、较严重的现状进行总量控制所必 须的，因为检测众多的单个有机物目前尚为困难，但有机污染量微，却对健康有着潜在的 威胁，随着时间的推移，在人体中积累到一定程度就会得病，况且人们对有机污染物的危 害还有漫长的认识过程，今后有机污染物的水质项目还会增多、变严，因此少摄入总比多 摄入好。传统地表水处理工艺对有机污染去除有限，为了保证饮用水C O D M 3 m g L 的要 求必将逐步采用深度处理。 水质项目中的臭味是可挥发性有机物质造成的。水体中的致臭物质是自然界中浮游生 物、放线菌和蓝藻的分泌物以及存在于工业废水和市政污水中的人工合成的易挥发有机 物。优良的水应该无异臭异味，当人们感觉水中有臭味时就认为水未被净化好。在追求日 益提高的2 l 世纪生活质量的时代，水中有臭味是不能被接受的。 2 水质预处理 化学氧化 水质预处理常用氯氧化，当有机污染尚未得到去除时，会产生较多的有害消毒副产物。 目前采用K M n 0 4 与其复合剂( 一种专门商品) 的应用逐渐展开，对氧化有机物、改善混凝 取得较好效果。但要防止M n 0 2 沉积堵塞滤池、堵塞配水系统。根据当地水质采用K M n 0 4 是否会产生有害氧化物，是否降低A m e s 致突活性，报道甚少，仍需作针对性的研究、测 试。 臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性，又可除嗅、脱色，去除铁、锰，但往往 结合后续深度处理臭氧一活性炭时才采用。 投加吸附剂粉末炭 一般只有在消除冲击性污染时采用，因投加量需1 0 2 0 m g L ，耗费较高( 约需0 0 5 元 I I l 3 左右) 。 调节p H 由于投加酸与碱，运行成本增加，又在原水中增加无机离子，在我国很少采用。 投加絮凝剂 投加絮凝剂量不多( 小于1 m L ) 往往能获得好的效果，但我国仍习惯于只加一种混 凝剂。 生物预处理 对水中氨氮的去除生物降解最有效，同时可去除一些有机物、铁、锰，现在上海与浙 江嘉兴地区已有应用。 2 1 1 生物接触氧化 一般情况下N H 4 + - N 可去除8 0 左右，C O D M n 去除不稳定，溶解性C O D M n 约可去除5 1 0 。较多的采用弹性材料，利用混凝土骨架绑扎，价格便宜被粤港公司4 0 0 万m 3 d 工程中使用，上海与嘉兴桐乡也有采用。弹性填料运行中主要问题是填料上积的泥不能自 动脱落，填料上的生物膜不易更新。 流化填料是塑料片组成的球，比重控制在O 9 6 0 9 8 在水中悬浮滚动，采用多孔管曝气 使球上下翻动处于流化状态，球上的膜不会积累，易更新，脱落的膜随水流带出，管理简 单。嘉兴地区五个市县采用，已获成效。该填料只需填充池容积的一半，每m 3 填料1 0 0 0 元。 2 1 2 生物陶粒滤池 由于颗粒填料粒径小，比表面积大，生物膜量大，除具有生物絮凝、吸附、降解作用 外，又有过滤作用，因此较其他填料去除氨氮效率较高，除生物降解有机物，还能有效去 除悬浮、胶体态的有机物，由于反冲洗，滤料上生物膜易更新，C O D M n 去除约1 0 - - - 2 0 。 生物滤池的问题在于有水头损失，需定期( 1 星期左右) 反冲，消耗水。普通陶粒( 粉 末状) 约5 0 0 元吨，圆形颗粒约8 0 0 元吨，堆积容重约0 8 。 2 1 3 卵石填料 粒径2 0 4 0 m m ，层厚6 m ，滤速2 5 m h ，曝气量2 5 ：1 ，上向流，不需反冲，但需要 利用卵石层上面的水头排泥。由美国水环纯水务集团与中国市政工程西北设计院浙江分院 在嘉兴乍浦水厂及平湖古横桥水厂进行了试验，并在乍浦水厂生产运行1 0 个月。可将 N H 4 + - N 从1 0 m g L 降解到0 5 m g L ，去除率9 5 ，冬天仍有8 0 的效率。 该研究拓宽了思路，将污水处理技术引入给水生物预处理取得初步结果。 2 污水处理中曝气生物滤池可以将水中N H 4 + 一N 从2 0 - - 3 0 m g L 降至 l m g L ，问题在于 给水处理是否要为去除N H 4 + 一N 付那么大代价。 希望该技术能结合给水处理特点进行长时间的试验，从性价比来论证其应用的可能性。 3 深度处理 深度处理技术常用的是臭氧一生物活性炭( 0 3 B A C ) 。目前在深圳、广州、杭州、嘉 兴地区都已实施，从其发展趋势看，今后当水源水质超过I I 类时，必须采用，才能满足水 质标准中C O D M 。的要求。 3 1 臭氧氧化与臭氧发生器 臭氧是强氧化剂，可以除嗅、脱色、去除有机物与增加有机污染物的可生物降解性， 在给水处理中得到广泛应用。可臭氧发生装置在我国目前还正处于发展阶段，大型臭氧发 生器几乎被国外诸公司( 美国O Z O N I A 、I n ，同本三菱、富士等) 垄断。这两年臭氧设 备与制氧装置的制造我国企业正在努力突破，迎头赶上，青岛国林公司已生产出6 、1 0 甚 至2 0 k 9 0 3 h 管式( 搪瓷管) 臭氧发生器。同方股份有限公司正在研制生产以l k 9 0 3 h 为单 元，可以组合的板式臭氧发生器。尽管质量上与国际上还有差距，关键的是我国自制的发 生器已经突破1 0 k 9 0 3 h ，基本上可以满足给水事业发展的需要。从价格上占有优势( 1 k 9 0 3 h 国际上要2 0 - 3 0 万元，我国 2 0 万元) ，在售后服务方面较之国外公司更有长处，可望在 生产使用中不断提高产品质量以满足我国需求。 制氧装置多有生产，原理皆同，就是设备、零部件的供应不如国外，在必要的气动阀、 分子筛方面从国外引进、提高质量，就能够适应臭氧生产需要。 3 2 活性炭与生物活性炭 活性炭市场上有粉碎炭、柱状炭、压块粉碎炭，价格不一，粉碎炭多在4 5 0 0 元一5 0 0 0 元吨，柱状炭约为5 5 0 0 元吨，压块炭在6 5 0 0 元吨左右。 粉碎炭系将煤直接粉碎、筛分、烘熔、活化。压块炭系将煤磨成粉( 5 0 1 x m ) ，加入石 油基粘结剂压成块，再粉碎后按需要4 2 5 去除有机物，严格控制近1 0 0 0 进行活化。压 块炭吸附性能有很大提高，密度高，耐磨，可再生5 6 次。 3 2 1 炭的选择与0 3 一B A C 将压块炭( 泰兴) 与柱状炭( Z J - 1 5 ) 对原水的C O D M n 做吸附等温线，结果见表1 。 表1 活性炭吸附等温线试验结果 壅重! M ! 9 19 ：Q ! 旦：! 旦：三 竺：! Q ：兰 竺：三 平衡浓度压块炭 3 2 42 6 41 6 21 0 2O 7 2 ( C e m g L ) Z J 一154 3 33 6 83 0 72 4 52 0 7 注：压块炭试验原水C O D r a 5 5 2 r a g L ； 刁1 5 炭试验原水C O D M n 5 6 6 m g L 。 吸附等温线试验结果分析处理后代入F r e u n d r i c h 公式，得： 压块炭： ( 1 ) Z J 1 5 炭： ( 2 ) 式中：q 一吸附容量，m g g ； C e 一平衡浓度，C O D M n ，m g L 。 q = 14 7 c e o 8 2 q = 4 。o c e o 7 6 3 从表1 与5 公式( 1 ) 、( 2 ) 可见，压块炭具有吸附性能优势。 用压块炭进行0 3 B A C 试验，此时活性炭成为生物活性炭，进水平均C O D M n l 3 4 m g L ， 经0 3 氧化为1 1 4 m g L ，活性炭后0 5 1 m g L ，8 个月的试验，平均去除率为6 2 2 ，不考虑 运行初期炭的吸附率高的因素，平均去除率约为5 5 。该试验进水水质较好，臭氧投量稍 高3 4 m L ，但总的吸附效果要比其他试验点0 3 B A C ( 用柱状炭) 长期运行平均去除率 3 0 , - 4 0 为高。 以常规处理去C O D M n 除3 5 计，加上深度处理0 3 B A C ( 粉碎炭) 对C O D M n 去除4 0 ， 0 3 - B A C ( 压块炭) 去除C O D M n 5 0 ，推算原水C O D M n 为6 、7 、8 、9 m g L 时综合工艺出 水C o D 值，见表2 。 表2综合工艺出水C O D 值( m g L ) 原水常规处理出水 0 3 B A C ( 粉碎炭)0 3 - B A C ( 压块炭) 63 9 02 3 41 9 5 74 5 52 7 32 2 8 85 2 03 1 22 6 0 95 8 5 3 5 12 9 3 从表2 可见，采用粉碎炭时原水C O D M n 8 m g L 时综合工艺出水C O D M n 为3 1 2 m g L 已 经超过水质标准3 m g L ，而采用压块炭当原水C O D M n 为9 m r d L 时，综合工艺出水 C O D M n 2 9 3 m g L 仍 3 m g L 。 以上为推算结果，应进一步将粉碎炭、压块炭、柱状炭用同一原水进行长期比较试验， 从宏观指标C O D M n 比较，以确定处理效果，从而解决0 3 B A C 工艺中应采用价廉的粉碎炭 ( 目前大多数自来水厂采用) ，还是价格较贵的压块炭( 国外水厂采用) 。同时还将进行 单个微量有机物的加标试验，比较不同炭的去除效果。如果压块炭去除C O D M n 值高，去 除微量有机物效果好，则从性能、价格全面比较，从而证明采用压块炭的可取性。 根据嘉兴地区的运行经验，采用0 3 B A C 深度处理技术可使整个工艺对C O D M n 的去除 率维持在5 0 - 6 0 ( 长期运行) 。 3 2 2 两级0 3 B A C 宁波自来水公司曾进行两级0 3 B A C 工艺试验，在进水C O D M n5 6 m g L 时，一级 0 3 一B A C ( 0 3 投量3 0 m g L ) 去除4 3 ，出水C O D M n 为3 , 2 m g L ，二级0 3 投量1 5 m g L ， 0 3 一B A C 在进水C O D M n 为3 2 m g L 时去除率达4 7 ，出水达到1 7 m g L 。两级0 3 B A C 总去除C O D M n7 0 左右，较一级0 3 B A C 大有提高。以常规处理去除C O D M 3 5 计， 两级0 3 一B A C 进一步去除7 0 ，综合工艺总去除率约为8 0 ，可以推算出原水C O D M 。可 达1 5 m g L ，出水仍然达标。值得质疑的是第二级0 3 。B A C 能否长期地维持有效去除率， 试验采用的炭是新炭还是老炭，试验维持多久，如真采用两级0 3 B A C 可以取得7 0 左右 效果，则不失为0 3 B A C 的突破。 平湖河水厂已采用两级0 3 B A C ，实际运行中整个工艺的C O D M n 去除率在7 0 左右。 活性炭再生 活性炭吸附饱和后应该再生处理，不应丢弃，再生后吸附能力不但不会降低，还能稍 有增加，再生时损耗( 包括运输过程损失与升温损失) 约为1 0 ，每再生1 吨约需2 0 0 0 元，补充新炭5 0 0 元，总共2 5 0 0 元。 据嘉兴地区统计，活性炭如用一年换炭每m 3 水需O 0 9 元，用2 年为0 0 6 元，3 年则仅 需0 0 3 元，用后再生，则运转费还将经济。 当广州、浙江、杭州、嘉兴地区大规模采用0 3 B A C 工艺前，应在各地区设置活性炭 4 再生厂以便就地再生补充，为提高居民生活饮用水水质服务。 0 3 B A C 工艺将广泛得到应用，工程投资约在2 5 0 元m d 左右，运转费0 2 元一0 3 元 m 3 ，在当今水位每m 3 l 元一2 元之际增加0 2 0 3 元应可被接受。 3 4 膜技术的应用 各种膜技术：微滤、超滤、纳滤、反渗透在分质给水系统制取纯净水与饮用净水中都 已有效地应用。在污水回用、工业给水中也已有应用实例，惟在市政供水中尚未见报道。 广东东莞虎门曾建成1 0 ，0 0 0 m 3 d 的微滤工程净化受污染的东江水，但因去除溶解性有机物 不理想并未成功。 3 4 1 微滤、超滤 当原水水质好，且有浊度、细菌需去除的情况，如清洁的水库水、泉水，此时微滤、 超滤都将有好的净化效果。 在地下水中硬度、硝酸盐超标时，采用纳滤膜能很好地去除无机盐与有机污染。北京 水源三厂进行过有效的试验。天津郊区利用纳滤去除地下水中的氟很有成效。 当附近无其他水源，远距离调水成本太高，目前取水水源又遭到较为严重污染，即使 增加0 3 B A C 工艺仍不能达标时，纳滤技术的应用将不可避免。 利用微滤、超滤直接净化地表水，以及采用混凝一微滤、混凝一过滤一微滤( 或超滤) 已有试验结果。对于微污染水源采用混凝一沉淀一投加粉末炭一微滤也都有试验。 清华大学、上海荏原环保公司、嘉源给水排水公司联合在嘉兴南门水厂做了较长时间 试验。原想利用膜生物反应器加入粉末炭有效地去除C O D M n ，但试验结果不甚理想，膜反 应器中投加粉末炭只有吸附效果，未能起到生物炭的作用，不如先进入颗粒活性炭滤池然 后再进入微滤。粉末炭与膜技术的组合应用尚待继续研究。 3 4 2 纳滤 ； 纳滤技术在滤池后一般可去除C O D M 。6 0 , - , 7 0 ，再加上前处理去除3 5 ，总去除率可+ 达7 5 8 0 ，较之常规处理加0 3 。B A C 总去除C O D M n 5 5 6 5 为高。因此在0 3 B A C 工艺 中仍达不到要求时，高效去除C O D M n 的技术当属纳滤。当无机离子不高，主要去除有机物 时可选与之相适应的纳滤膜。 纳滤膜我国尚不能生产，国际上膜价格已逐渐下降。目前纳滤装置( 与反渗透相当) 的投资约为6 0 0 元m 3 d ，超滤膜我国可生产且质量不差，超滤装置投资约为3 0 0 元m 3 d ， 国外超滤装置也需6 0 0 元m 3 d 。 纳滤技术每m 3 水的运行费用需视原水水质、膜清洗的耗药费、水费、升压0 8 1 0 M P a 所需电费以及占重要比重的膜价格与使用寿命而定。一般正常情况下纳滤膜可使用2 3 年， 超滤膜约为3 5 年。 纳滤技术的问题是：膜的价格贵，电耗高，产水率低，浓缩水需要进行处置。 3 5 关于净化工艺中氨氮的去除 在具有预处理、常规处理、深度处理( 0 3 B A C ) 综合工艺中，水中N H 4 + - N 有可能在 以下环节去除： ( 1 )在预加氯过程中氯与氨的化合或在生物预处理中得到去除； ( 2 )在混凝沉淀过程中去除以悬浮颗粒、胶体态存在的有机氮与氨氮； ( 3 )在滤池滤层中长有生物膜的砂粒层的生物降解作用； ( 4 )经0 3 氧化得到充氧的水再流过生物炭层被生物降解； ( 5 )最后加氯消毒时部分氨被化合。 原水中氨氮经过以上多级屏障得到去除，其中伴随着N 0 2 - - N 被生物氧化成N 0 3 - - N 的 作用。因此不用过分强调生物预处理的氨氮去除率，而采用诸如降低滤速、增加接触时间、 5 增加气水比等耗费过大的代价来换取高氨氮去除率。只需充分发挥每一技术环节的生物作 用( 例如斜板上的生物膜等) 就能较好地、全面地去除。 生物预处理可以有效降低氨氮( 7 0 9 0 ) 与去除部分C O D M n ( 视不同填料约为 5 l O ) ，能产生生物絮凝而减少混凝剂( 约1 3 ) 。但由于停留时间1 1 5 h ，构筑物体 积大、占地面积大，需投入适当资金( 1 0 0 - - 1 2 0 元m 3 d ) 。因此生物预处理适用于在只有 常规处理工艺、原水氨氮较高、C O D M n 较高，当采用生物预处理后整个工艺就能较好去除 氨氮与C o D M n ，使出水达标的情况。 当有深度处理0 3 B A C 时，如氨氮并不很高( 如小于3 r a g L ) ，可以不设生物预处理， 采用预0 3 氧化( 如上海周家渡水厂) ，使后续混凝沉淀过程、过滤滤料层与B A C 发挥生 物降解作用，有效去除氨氮。 4 消毒 消毒是给水处理工艺的的重要组成部分。氯消毒是国内外最主要的消毒技术，美国自 来水厂中约有9 4 5 采用氯消毒，中国据估计9 9 5 以上自来水厂采用氯消毒。但氯消毒 近二十年受到很大挑战，主要由于下面三个方面的原因：1 ) 消毒副产物问题。越来越多 的消毒副产物如三卤甲烷、卤乙酸、卤代腈、卤代醛等在饮用水中被发现。三卤甲烷和卤 乙酸由于其强致癌性已成为控制的主要目标，而且也分别代表了挥发性和非挥发性的两类 消毒副产物。美国专门有消毒剂和消毒副产物法( D D B P sR U L E ) 对氯消毒剂和消毒副产 物进行了规定，我国生活饮用水卫生标准( G B 5 7 4 9 2 0 0 6 ) 和建设部的行业标准城 市供水水质标准也都已将消毒副产物增列入水质标准中。因此氯消毒副产物的控制十分 关键。2 ) 贾第虫和隐孢子虫的问题。由于两虫有抗氯性，特别是隐孢子虫，氯消毒几乎 不起作用，因此采用新的有效的消毒方式以保证饮用水安全性十分必要。3 ) 饮用水生物 稳定性问题。由于饮用水中生物可同化有机炭的存在，细菌能在管网中生长并形成生物膜， 即使管网中余氯量很高也很难完全控制细菌的再生长，并对水质和输水管造成不利影响。 为了保证饮用水的安全性，包括微生物指标和消毒副产物指标将越来越严格，因此有 必要对消毒技术进行改进。 4 1 优化氯消毒。 因为氯消毒是现阶段的主体消毒技术，而且可以预计在短期内不会有根本变化，因此 对氯消毒进行技术优化十分必要。手段包括：1 ) 对清水池设计进行改进，以C t l o 为设计 和运行依据；2 ) 以氯和氯胺消毒有机组合的方式；3 ) 多点加氯；4 ) 采用统合式I D D F 模 型作为氯消毒设计框架( I n t e g r a t e dD i s i n f e c t i o nD e s i g nF r a m e w o r k s ) 。 4 2 采用紫外线消毒 紫外线是指电磁波波长处于2 0 0 3 8 0n n l 的光波，一般分为三个区，即u V A ( 3 1 5 3 8 0 n m ) 、U V B ( 3 1 5 2 8 0n m ) 、U V C ( 2 0 0 2 8 0 ) 。低于2 0 0h i l l 的远紫外线区域称为真空紫 外线，极易被水吸收，因此不能用于消毒。用于消毒的紫外线是U V C 区，即波长为 2 0 0 2 8 0 n m 的区域，特别是2 5 4 n m 附近。紫外线消毒机理与前面的氧化剂不同，是利用波 长2 5 4 n m 及其附近波长区域对微生物D N A 的破坏，阻止蛋白质合成而使细菌不能繁殖。 由于紫外线对隐孢子虫的高效杀灭作用和不产生副产物，紫外线消毒在给水处理中显示了 很好的市场潜力。 紫外线的灭菌作用最早在2 0 世纪初由英国学者贝纳德和莫加报道，真正开始应用为二 十世纪六十年代。早期主要是低压汞灯( L P ) ，九十年代中压汞灯( M P ) 和脉冲汞灯( P U V ) 得到研究、应用。 紫外线消毒技术在饮用水处理中的应用自1 9 9 3 在美国M i l w a u k e e 市爆发隐孢子虫病后 倍受青睐，因为氯消毒不能有效杀灭隐孢子虫卵囊，而研究发现紫外线对隐孢子虫卵囊有 很好杀灭效果。而且在常规消毒剂量范围内( 4 0m J c m 2 ) 紫外线消毒不产生有害副产物， 6 因此在西方发达国家应用实例在近几年增加十分迅速，特别是在小型水厂。为此国际紫外 线协会( I U A ) 在1 9 9 9 年成立。 美国对新技术在饮用水处理中的应用历来比较迟缓、保守，但对紫外技术的应用则采 取了出乎以外的快速行动。美国环保局在实验室证实紫外消毒对隐孢子虫的灭活有效后仅 仅5 年就批准了紫外线消毒在饮用水中的应用。大型水厂如西雅图水厂今年将建成紫外消 毒系统，纽约自来水厂计划2 0 0 6 年建成紫外线消毒系统( 见W a t e f2 1 ，2 0 0 4 年第8 期1 9 - - 2 0 页) 。 紫外线消毒的优点有：1 ) 对致病微生物有广谱消毒效果、消毒效率高；2 ) 对隐孢子 虫卵囊有特效消毒作用；3 ) 不产生有毒、有害副产物；4 ) 不增加A O C 、B D O C 等损害管 网水质生物稳定性的副产物；5 ) 能降低嗅、味和降解微量有机污染物；6 ) 占地面积小、 消毒效果受水温、p H 影响小。 紫外线消毒的缺点主要有：1 ) 没有持续消毒效果、需与氯配合使用：2 ) 石英管壁易 结垢，降低消毒效果；3 ) 消毒效果受水中S S 和浊度影响较大；4 ) 被杀灭的细菌有可能 复活；5 ) 国内使用经验较少。 4 3 采用二氧化氯和臭氧消毒 为了灭活两虫、减少氯代消毒副产物，采用二氧化氯和臭氧消毒成为新的选择之一。 二氧化氯有以下几点优点：1 ) 杀菌效果好、用量少，作用快，消毒作用持续时间长，可 以保持剩余消毒剂量；2 ) 氧化性强，能分解细胞结构，并能杀死孢子；3 ) 能同时控制水 中铁、锰、色、味、嗅；4 ) 受温度和p H 影响小；5 ) 不产生三卤甲烷和卤乙酸等副产物。 臭氧消毒有以下优点：1 ) 杀菌效果好、用量少，作用快，2 ) 能同时控制水中铁、锰、色、 味、嗅，3 ) 不产生卤代消毒副产物。因此二氧化氯消毒在我国某些水厂已经开始得到应 用；臭氧消毒也在中水回用中有应用。 但二氧化氯和臭氧消毒都有各自的缺点。二氧化氯消毒的缺点是：1 ) 二氧化氯消毒产 生无机消毒副产物亚氯酸根离子( C 1 0 2 ) 和氯酸根离子( C 1 0 3 。) ，二氧化氯本身也有害， 特别是在高浓度时，因此美国E P A 消毒剂和消毒副产物法和我国新的生活饮用水卫生标 准对此都有规定。2 ) 另# b - - 氧化氯的制备、使用也还存在一些技术问题，二氧化氯发 生过程操作复杂，试剂价格高或纯度底，二氧化氯的运输、储藏的安全性较差，因此国内 尽管目前二氧化氯在小规模的给水厂有应用，但大型水厂还未见使用的报道。 臭氧消毒的缺点是：臭氧分子不稳定，易自行分解，在水中保留时间很短，小于3 0 分 钟，因此不能维持管网持续的消毒效率，而且臭氧消毒产生溴酸盐、醛、酮和羧酸类副产 物，其中溴酸盐在水质标准中有规定，醛、酮和羧酸类副产物部分是有害健康的化合物， 部分使管网水生物稳定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。对于大、中型管 网系统，采用臭氧消毒时必须依靠氯来维持管网中持续的消毒效果。 因此从发展的角度看，在氯、紫外线、二氧化氯和臭氧等主流消毒技术中，紫外线及 其组合消毒技术由于其消毒效率高，不产生消毒副产物或产生的消毒副产物少等优点，使 其在给水处理中将有很好的前途。 5 结语 我国目前工业废水与城市污水处理还不尽人意，水源水质遭受各种污染，另一方面水 质标准要求饮用水水质越来越高，这两者之间的矛盾必须通过提高净化技术来达到，给水 深度处理工艺已初露萌芽。随着试验研究的进展，对已有工程的认真总结，加上国外技术 的引进，相信今后5 年将得到蓬勃发展。种种困难给净水工作者带来压力，但压力也是动 力，它激励广大给水工作者为满足居民喝一口干净水而努力奋斗，推动给水事业不断进步! 给水工作者将在广阔的田野上辛勤劳动，努力工作，预望收获丰收的果实。 7 附表净水厂改造的基建投资与运行费用 序工艺作用机理功能去除效果增加费用 号有机物 氨氮 亚硝酸盐色臭味A O CA m e s 活性基建元运转元 C O D , | f 蔷 1常规工艺 混凝、接触除浊、消毒 2 0l O 2 0 负增长一定少量负增长 凝聚 2活性炭吸附 物理吸附、去除有机物 2 0 5 0 少量少量很自- 效部分很有效 8 0 1 0 0 部分生物降 0 1 2 “0 I 解 5 3臭氧一活性化学氧化、去除有机物 2 0 5 0 8 0 9 08 0 9 0很古效很有效很有效综合0 2 “0 3 ( 炭物理吸附、2 0 0 3 0 00 , 0 0 5 0 生物降解( 0 1 4 5 5 01 0 5 0 ) ) 4生物预处理生物降解、去除氨氮、l O 2 58 5 9 09 0部分有效 不明显 8 0 1 2 0O 1 0 吸附、絮凝皿硝酸氮、 有机物 5 强化混凝创造良好水充分发挥混增加基本无基本无少量少量不明显 50 0 2 0 0 力条件、吸凝作用 8 1 05 附架桥 6强化过滤 生物降解、去除氨氮、 l O 1 57 0 “8 08 0 9 0 少量部分少量 1 5 2 0 絮凝吸附亚硝酸氮、 0 0 1 0 0 部分有机物 2 8 我国给水深度处理应用发展近况与存在的问题我国给水深度处理应用发展近况与存在的问题 作者：王占生， 刘文君 作者单位：清华大学环境科学与工程系 北京 100084 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.会议论文 陈士才.陈静.许建华 不同类型活性炭在给水深度处理中除污染效果的试验研究 2004 笔者针对不同类型活性炭在给水深度处理中除污效果的比较实验,研究表明破碎活性炭比柱状活性炭对浊度、NH-N、CoD、TOC的去除效果好. 2.会议论文 王占生.刘文君 我国给水深度处理应用发展近况与存在的问题 2005 本文首先探讨了生活饮用水水质标准的发展和重要性，然后介绍了水质预处理的方法，如化学氧化、投加吸附剂粉末碳、调解PH等，分析了深度处理的方法，如臭氧氧化与臭氧 发生器、活性炭与生物活性炭等，最后介绍了消毒的方法，如优化氯消毒、紫外线消毒等。 3.学位论文 杜敬 膜技术在广州城市给水深度处理中的应用研究 2006 膜处理工艺由于能够根据需要去除各种污染物和致病微生物，占地面积小，过程简单，去除污染物效率高，处理效果稳定可靠，被认为是21世纪水处理技术的发展方向，在饮用 水处理方面具有广阔的前景。近年来，欧、美、日等发达国家已开始用膜技术逐步取代传统的饮用水处理技术，我国也开始逐步研究推广应用。由于欧美等国的水源水质及气候条件 与我国明显不同，国内的研究又主要局限在住宅小区直饮水或海水及苦咸水淡化领域，因此对如何采取有效的前处理，将膜滤与现有的常规工艺及生物预处理工艺有机结合的选择 ，工艺参数的确定，乃至膜的类型的选择都需要进行针对性的研究。 本论文研究内容是广州市自来水公司为了满足建设部城市供水水质标准的新要求，与华南理工大学合作的“广州市微污染水深度处理的研究”科技攻关计划项目的子课题。 膜的类型的选择对净化效果和处理费用有重要的影响，是膜工艺给水深度处理研究着重研究的工艺参数之一。如何采取有效的前处理，确定最优化的组合工艺系统合理运行技术 ，经济参数是本研究的重点，它将是有效去除有机物，氨氮以及提高供水安全性的关键。 本论文通过“常规处理一纳滤膜”，“生物预处理常规工艺纳滤膜”，“常规工艺反渗透膜”三套给水深度处理工艺对比实验研究，以有效去除COD，氨氮和供水水 质的安全性为指标，从中确定