饮用水供应进化技术.doc

饮用水供应的净化 0910551113 张向明 摘要： 随着社会的迅速发展，饮用水的净化技术有所发展，但是水源的污染也再继续，介绍水源的作用、分布、种类，饮用水供应的净化技术及其发展，上海世博会直饮水供应净化技术。分析导致地表水污染的六大原因。 关键字：饮用水、饮用水净化、世博饮用水净化技术、饮用水净化技术、加剧地表水污染的原因。 引言：主要介绍水的作用，及其种类和分布。饮用水的供应系统及其净化技术的发展。目前虽然净化技术已经很先进了，可是污染也在加重，对我们的技术要求越来越高，也严重威胁着我们的健康。 正文：水乃万物之源，生命之本。水是生命的源泉。人对水的需要仅次于氧气。人如果不摄入某一种维生素或矿物质，也许还能继续活几周或带病活上若干年，但人如果没有水，却只能活几天。人体细胞的重要成分是水，水占成人体重的6070%，占儿童体重的80%以上。水对人类生命健康至关重要。据统计，在发展中国家，8O 的疾病是因为饮用不卫生的水而引起的，由此造成每年超过500万人死亡。在中国，通过饮水引起和传播的疾病有50多种。因此，保证安全的饮用水和合格的卫生条件是减少疾病、提高人民健康水平行之有效的措施之一。地球上水的分布及种类我国饮用水主要来自地表水和地下水。地表水：地表水是指雨雪、江河、湖泊、水库以及海洋的水，这些水的特点都与它们的形成过程密切相关。地下水：地下水是雨水经过土壤及地层的渗透流动而形成的水，在其漫长的流程和广泛的接触中，溶入了较多的可溶性矿物质，因而地下水的硬度、含盐量、含铁量通常比地下水高。总的来说，地下水的水质要优于地表水水质，只要经过适当的处理就可作为生活饮用水，但随着地面污染物及空气污染的加重，也会对浅层地下水污染，在使用时应加以注意。饮用水处理技术的发展早在90年代初，全球各个国家政府、行业协会都对21世纪的发展战略提出了构想。1991年美国AWWA年会的主体就是对未来10年的饮用水处理行业发展研究的焦点提出了各自的看法，包括：饮用水消毒副产物的研究、饮用水生物稳定项的研究、臭味的控制、生物处理技术、膜技术、臭氧化工艺的研究、氯化杀菌的研究、合成有机物的去处、健康风险的评估以及水处理经济效益的分析等。经过水处理工作者的不懈努力，饮用水处理机使有了较大发展，主要表现在以下几个方面： 预氯化处理技术在水处理中，对那些远距离输送源水的水厂或者以藻类含量高的水库水为水源的水厂，为了防止输水管道中的微生物和藻类的滋长，减轻后续单元的处理负荷，通常在取水口出投加少量的氯。这种方法曾经一度受到人们的重视，在节省混凝剂方面起到一定的作用，北京市第九水厂日产水量100万吨，以密云、怀柔水库为水源，在处理过程中采用了预加氯的方式已控制水中的藻类。但是近几年来的研究表明，由于原水的预氯化能使氯与水中的腐殖质及其它的有机物反应，生成大量的不能被后续单元取出的三卤甲烷、有机卤化物等致癌物质，对人们产生更大的危害，所以这种方法在新建水厂中逐渐被淘汰。臭氧化预处理技术臭氧氧化在水处理中有着悠久的历史，自从1886年法国的DeMeritens发现了臭氧就有较强的杀菌作用以来，臭氧作为限度集合控制水的色度或嗅味有着明显的优势，随着对臭氧氧化的深入研究，臭氧在水处理中的用途也越来越多，目前已经转变为去除水中的有机污染物质。臭氧对水中的三致物质的影响没有一定的规律，优势能够提高致突活性，有时能够降低致突活性，其效果视具体水质而定。目前对臭氧氧化的研究都和乙醛、可生化降解物质(BOM)、消毒副产物(DBPS)及其前体联系在一起，研究结果表明：臭氧化后的水的BDOC(生物可降解的溶解性有机碳)上升20%30%，AOC(生物可同化的有机碳)上升达3倍左右，而且AOC中，NOX螺旋菌部分臭氧化后上升的幅度远远超过P17(荧光假单细胞)部分。所以臭氧必须和其他的处理手段结合在一起才能够有比较满意的效果。Shukcairy的研究表明在低剂量下，臭氧对消毒副产物前体氧化降低了总的有机卤化物，并能够有效的防止溴化物转化为溴酸盐，后者是消毒副产物中具有较强的致癌特性的物质，在处理工艺中较难去除。至于臭氧作为一种杀虫剂，由于在水中难以长时间存在，所以通常不作为管网中的消毒剂。活性炭(GAC)技术活性炭吸附主要用于饮用水的深度处理，它能够有效去除水中的致突变物质，使Ames试验阳性的水变为阴性水，但是活性炭总的来说是属于一种多孔疏水性吸附剂，对水中有机物的去除受到活性炭本身的特性和水中有机物性质的影响，对于TOC等综合性有机指标的去除随运行时间的变化较大，在吸附接近饱和时，对TOC基本没有去除作用。当活性炭用于去处水中的消毒副产物时，其对三氯甲烷的去除周期较短，北京第九水场的活性炭氯池的运行表明两个月的新碳对三氯甲烷的去处率仅为37.5%，10个月的新碳对三氯甲烷的去处率仅为10%，二活性炭对卤乙酸的去除率较高，使用两个月的新碳对卤乙酸的去除可达74.5%，使用10个月、24个月、31个月的活性碳对卤乙酸的去除率分别为64.8%、55.1%和41.3%。膜分离技术近年来，膜分离技术发展迅速。膜分离技术可以有效地去除水中的嗅味、色度、消毒副产物前体及其它有机物和微生物。1993年公布的消毒剂和消毒副产物法规(初稿)中，对于消毒副产物进行了控制，膜分离技术是其中最佳的处理工艺之一。随着膜技术的发展和普遍使用，膜的价格已经大幅度下降。膜分离作为一种水中有机物和微生物去除的新工艺，将会对给水处理产生重要的影响。在我国，膜分离技术主要应用于特种供水，如沙漠作业、深山探矿、海水淡化、纯水制备等。世博会中直接饮用水的净化直接饮用水是指经过净化系统处理后，水质符合国家及国际相关水质卫生标准、可直接饮用的水。世博会期间，游客不能携带饮料和水人园，园区免费直饮水设备不仅满足了游客饮水需求，还让游客体验了较为环保的饮水方式。“活性炭一超滤膜一紫外消毒”联合处理技术保障饮水安全。对2010年上海世博园区供水的厂家均采用臭氧生物活性炭深度处理工艺，即对园区供应“直饮自来水”。自来水在自来水厂经过严格处理后，各项水质指标能够达到现行的国家生活饮用水卫生标准。但由于经过供水管网输至用户终端需要一定的停留时间，水在输送过程中会发生复杂的物理、化学和生物变化，可能导致饮用水水质发生变化，造成管网水质二次污染，出现“黄水”现象。相关研究表明，即使是新管线，达标出厂饮用水经过约10d时间输送后，在管道内壁发现有生物膜，水质超标，即出现水质二次污染现象。为保障世博园区游客的安全与健康，上海市科学技术委员会委托同济大学环境与工程学院课题组对世博科技专项子课题“世博园区直饮水安全保障及优化布局研究”进行了研究攻关，经过实验方案的比选与为时1年的试验研究，确定采用立升公司“颗粒活性炭+PVC超滤膜+紫外线消毒”3种不同水处理单元的有机组合，以充分发挥膜过滤物理筛分净化与无化学相变的优势、颗粒活性炭吸附小分子量有机物的特点和紫外消毒且避免消毒副产物产生的优点，通过模拟世博园区自来水水质，变换试验参数及环境条件，为世博园区实时提供安全合格的直接饮用水。直饮水的水质不仅满足我国生活饮用水卫生标准(GB57492006)、饮用净水水质标准(CJ942005)，而且满足世界卫生组织(WHO)的饮用水水质准则、欧盟(EC)的饮用水水质指令以及美国环保局(USEPA)的国家饮用水水质标准，具有应用价值和实践指导意义。 问题与讨论：我国的水环境污染怎么样？是什么原因导致污染的。 六大因素加剧地表水环境污染，监测资料表明，我国的地表水环境质量情况仍然是普遍受到污染，全国已监测断面中， 62%的断面水质处于类以上，其中有近30%的断面水质处于劣类，水污染状况仍然没有得到根本的改善。河南省环境监测中心站的专家徐晓力认为，加剧地表水环境污染的因素主要来自六个方面。一是废水排放量大，水环境不堪重负。全国地表水资源总量约28000亿立方米，而2003年污废水排放总量近460亿吨，COD(化学需氧量)排放量达1333.6万吨。特别是6个缺水相对严重的北方省份，污废水排放量占地表水资源总量的比例最高达38.9%，若使用全省地表水稀释，COD浓度6个省超类水，其中3个省超类水。二是废水排放标准不够严。我国现行的废水排放标准较松，限值远远高于地表水环境质量标准，例如污水综合排放标准中11项主要污染因子，排放标准限值是类地表水标准的2.5-50倍，行业废水排放标准更高，造纸废水排放标准是类地表水标准的11.25倍。徐晓力认为，污废水的排放标准应该根据水资源情况及地表水的自然净化能力制订，水资源丰富、地表水的自然净化能力较强的地区可以将污废水排放标准定的高一些，对于贫水地区，地表水的自然净化能力脆弱，污废水排放标准则不能过高，甚至不能高于地表水环境质量标准。三是企业超标排放和偷排现象严重。统计资料显示，2003年河南省就有近9%的工业废水超标排放，城市生活污水处理率尚不足35%，由此估算，排放的污废水总量中有40%是超标排放的。遏制超标排放和偷排，是当前急需解决的问题。四是环境意识淡漠，地方保护主义削弱了环境执法力度。当前，仍有一些企业甚至政府领导认为环境保护与经济效益是矛盾的，认为环境治理花钱多，使企业不堪重负，甚至认为环境治理使得企业亏损，没钱可赚，一些企业就以此作为其超标排放或偷排污染物的理由。另一方面，我国相关的环境保护法律法规不能说不健全，对污染环境的处罚规定也相当严厉，但是，由于环境管理体制在行政上是完全地方性的，环境管理行政领导完全受地方政府制约，地方环境管理部门在工作当中顾虑很多，在来自各方面的压力下很难落实环保执法。在地方保护主义的影响下，环境执法力度明显不够，一些企业屡罚屡犯，法律法规起不到应有的威慑力，污染事故屡屡发生。 五是环境管理被动。目前我国对工业企业污染源的管理，主要是围绕着环境影响评价制度、“三同时”制度、排污许可证制度、污染限期治理制度、排污收费制度及污染物总量控制等管理制度的落实和执行进行的，这些制度的实质是控制并要求污染源按要求达标排放一定总量的污染物。徐晓力认为，只要允许污染源排，不管排多少，企业就有空子可钻，管理若再不到位，企业在排污上就处于主动位置，而环境管理部门却忙于督促落实、验收、检查等，处于被动局面。因此，对污染源的管理不能一个政策到底，要区别对待，对于那些能够做到零排放的行业，就实行零排放量管理，只要有废水排出就属于违规，予以严厉处罚。把污染物堵在企业内，企业就会自己主动想办法治理，环境管理才能变被动为主动。六是污废水治理仍处于较低水平。引起地表水污染的主要原因是工业废水和城镇生活污水，其中城镇生活污水占54%，全国仍有10%的工业废水超标排放，城市生活污水处理率不到30%，大多数的县城和近乎所有的乡镇污水未经处理，污废水的处理率较低。另外，除大型企业