水资源利用及保护

1、 自来水水质问题与处理 学院名称 城市建设学院 指导教师 熊正为 班级 给排水1201班 学号 2012450124 姓名 沈万里 摘要水质处理是自来水供水系统中的一个重要环节,居民饮用水的清洁状况如何,直接关系到自来水公司的形象,也将影响到人民的身体健康。本文对自来水水质污染情况及原因进行客观分析,并提出解决水质污染的措施,旨在通过解决水质污染,保证城镇和居民用水安全,达到树立自来水公司形象,提高企业效益的目的。 关键词： 水资源 自来水 水质处理 健康水概述全国县以上4000多家自来水厂中，98%仍使用传统水处理工艺，如果水源被重金属离子和有机化合物所污染，传统工艺就显得力不从心。学者认为

2、，至少20%至30%的水厂需要尽快上马深度处理工艺。调查显示，中国城市供水管网质量普遍低劣，不符国标的灰口铸铁管占50.80%，普通水泥管占13%，镀锌管等占6%。老旧管网漏水严重，经常爆管，从水质角度讲，容易发生二次污染。2000年至2003年，中国184个大中城市管网水质发生过4232次二次污染事件。二次污染物主要为微生物，烧开水可以灭杀。在中国省会城市中，每个城市都有数千个水箱或蓄水池，水箱二次污染事件近年频现。各城市二次供水设施监管薄弱。中国内地无一城市实现直饮水，烧成开水可杀死微生物污染，但无法去除有机污染物和重金属离子。不少有机污染物在人体内积累到一定程度，可能致癌、致畸、致突变。

3、从以上调查可以看出，我国自来水普遍存在污染方面的弊端，关于治理和如何治理自来水污染问题是一个迫切等待解决的问题。1、 自来水公司现状及水质状况自来水行业包括水资源开发、水供应、水的输送、污水回收及处理等环节,是社会赖以生存与发展的基础性行业。长期以来,我国一直把自来水行业看作公益事业,由地方政府投资、垄断经营,实行低价格福利供水。这种经营体制制约了我国自来水行业的发展,一方面供水行业的生产成本得不到补偿,企业处于亏损状态;另一方面居民环保意识薄弱,水资源浪费严重,水环境不断恶化,水成为了制约我国经济社会发展的瓶颈因素。1. 技术工艺现状   我国自来水厂技术工艺经

4、过长期的发展，积累了不少宝贵经验。目前，我国城市供水处理技术仍以由混凝、沉淀、过滤和消毒四个单元处理过程组成的常规供水处理工艺为主，其理论主要是建立在传统的以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上，在我国得到了较长时期和较大范围的应用一直广泛应用于我国的供水处理。经过几十年的发展，我国已发展了多种适合各地情况的不同形式和性能的处理构筑物，如快速混合、水力或机械搅拌的絮凝设施；带有不同斜板或斜管的沉淀、澄清以及气浮构筑物；带有气水反冲洗、均质滤料、多层滤料的过滤设施等。目前常用的混凝剂主要有铝盐和铁盐等。 随着我国各地区水体污染状况的发展，源水水质不断恶化，直接影响到社会生产以及

5、人民生活。微污染水源水，主要含有微量有机物、农药、氨氮等有害污染物，用常规的净化工艺很难去除掉。尤其是微量有机物的去除，引起人们的高度重视。国家对微污染水源的预处理和水的深度处理进行了广泛的研究与开发。   目前常见的预处理方法有氧化法（包括化学氧化法：氯气预氧化、高锰酸钾预氧化、臭氧预处理等以及生物氧化法：生物滤池、生物塔滤、生物接触氧化等）和吸附法：粉末活性炭吸附等。   深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。目前应用较广泛的深度处理技术有：活性炭吸

6、附、臭氧氧化、生物活性碳和膜技术等。   此外，各种针对特殊水源的处理技术工艺也得到了广泛应用，如采用气浮或者生物预处理+活性碳深度处理除藻，接触氧化过滤除铁除锰，活性氧化铝吸附法、混凝沉淀法或电渗析法除氟等。  在供水安全消毒技术方面，液氯消毒仍然是主流。70年代开始发现氯消毒会产生具有致癌作用的卤代甲烷类化合物。根据三卤形成的规律，研究出多种去除方法。近年来，水厂自动化程度越来越高并趋普及，供水行业特别在新建水厂中已大量采用先进的仪器仪表、自动化装置、各种新型专用器材与设备等。水厂运行的调度管理以及生产过程的监控系统和自动化技术，已在大中型水厂广泛采

7、用，小型水厂也已逐步推广。采用先进的仪器仪表、自动化装置、各种新型专用器材与设备等。水厂运行的调度管理以及生产过程的监控系统和自动化技术，已在大中型水厂广泛采用，小型水厂也已逐步推广。  2. 技术工艺发展趋势  （1）强化常规处理  目前我国在各类聚合铝(铁)絮凝剂的开发应用方面，已取得很大成效，但混凝技术的综合水平与国外先进水平仍有差距。由于我国水资源缺乏和水质污染，增大了水混凝处理的难度和运行成本。积极研究开发新型、高效、绿色水处理药剂和强化固液分离设施已显得越来越重要。高品质混凝剂和助凝剂的开发与利用是提高出水水质的

8、一个重要方面，它们的合理投加也是自来水厂高效、低耗的一个关键因素。  （2）生物预处理工艺  我国从20世纪70年代开始研究利用微生物酶催化氧化对有机物的分解作用，以去除原水中可生化降解物质和氨氮，现已取得很大发展。针对我国原水中可降解有机物高的特点，生物预处理工艺已在深圳、宁波、上海等城市中得到应用，对降低原水中氨氮等可降解有机物和提高出厂水水质起着重要作用。面对目前日益恶化的水资源环境，如何利用生物的氧化分解作用结合传统的处理工艺，对各种不同的水源进行处理，还有待进一步研究，以期在实用化的基础上不断提高其处理效果。  （3）深度处

9、理工艺  关于在常规处理的基础上，进一步采用臭氧氧化、活性炭吸附的深度处理技术，国内外已有较多研究，国内也有不少城市的水厂采用该工艺。  2005年国家建设部颁布了最新的供水水质标准，即城市供水水质标准（CJT 2062005），检测项目由目前规定的35项增加到88项，其中浊度标准必须小于1NTU。按照该标准，许多城市的原水即使通过加强常规处理，甚至增设生物预处理设施，也还不能达到上述要求，因此有理由相信臭氧活性炭深度处理的广泛应用将是未来的发展趋势。  该工艺处理效果明显，但基建投资与运行费用相对较高，如何合理运用还须进行

10、进一步研究。  （4）膜处理技术  膜滤法是新兴高效分离技术，系用天然或人工合成的高分子薄膜作介质，以附加能量为推动力，对双组分或多组分溶液进行过滤分离的处理方法。一般说，对于浊度和细菌可用微孔精滤膜去除，例如大同市水司曾用中孔纤维膜微滤设备对水库微污染水进行了试验，出水浊度0.1 NTU，细菌总数趋于0等；对于病毒、天然有机物，可用超滤膜去除；纳滤膜可去除水中的钙、镁离子、消毒副产物、农药、表面活性剂等；反渗透膜可去除更小的无机离子与有机物等。  过去膜处理在净水处理上主要用于工业制水，近年来随着膜工艺的发展，其成本有所降

11、低，已逐步渗透到生活饮用水领域。目前国内在小范围的优质水供应系统及瓶装水处理系统中已普遍采用了膜处理技术。  与常规水处理技术相比，膜处理技术能去除水中尺度更小的物质。通过膜处理还可以去除贾第氏鞭毛虫孢囊和病毒，减少常规消毒的副产物生成，而且可以不投药剂，避免了化学药剂的副作用。  虽然目前城市水厂普遍采用膜处理的条件尚不成熟，但膜处理技术的发展前景十分光明，随着膜制造技术的发展和成本的不断降低，今后该技术将得到更加广泛的应用。（5）富营养化原水的除藻技术  近些年来，水库及天然湖泊水被大量用作城市的供水水源，这些水源由于富营养化而在

12、夏季大量滋生藻类等。因此，除藻已成为我国水处理的一个重要课题。  （6）安全消毒  由于技术和经济条件的限制，液氯是目前国内水厂使用最多的消毒剂，也有少数水厂采用二氧化氯或次氯酸钠作消毒剂。面对复杂的原水水质，采用更安全的消毒措施，选择即经济又安全的新型消毒剂以及寻找合理的投加方式都是未来发展的方向。  （7）排泥水处置  净水厂生产废水（沉淀池或澄清池的排泥水以及滤池的反冲洗水）约占城市用水量的4%7%。虽然水厂排泥水中无机成分占绝大多数，但其悬浮物浓度很高，如果将这部分水直接排入水体，不仅是对水资源的一种浪费，

13、还会对受纳水体造成污染。  研究发现，以铝盐作为混凝剂的污泥中氢氧化铝浓度的增加会导致底栖生物死亡率随之升高；而污泥的沉积作用则会造成水体中某些鱼类食物短缺，影响鱼卵的成活率。此外，给水污泥中还存在许多其他的污染物，如有机物、重金属离子、砷、氟、硝酸根和放射性物质等，也会对水环境质量产生影响，造成江河上、下游及不同区域之间形成“先排出，后吸入”的恶性循环。  目前国内只有少数水厂（如上海闵行水厂、深圳梅林水厂、杭州萧山自来水公司南片水厂等）对排泥水进行处理，取得了一定的效果。随着环境保护力度的日益加大，自来水厂实施排泥水减量化、无害化和资源化处置势在必行

14、。但由于缺乏实践经验，对不同水源、不同水处理工艺所产生的排泥水的处理工艺、脱水方式以及预处理药剂的合理选取还有待进一步研究。  （8）小城镇适用工艺  改革开放以来，我国城镇化进程加快，尤其是近年来在“小城镇，大战略”思想的指导下，我国小城镇的建设和发展更快。目前，我国小城镇建设己经步入一个充满活力的全新时期。总体而言，我国小城镇供水基础设施已具备一定基础，但发展不平衡，供水基础设施整体现状水平不高。到目前为止，关于小城镇给水处理的经济适用性技术工艺方面的研究工作还很欠缺。  应根据小城镇工程资金不足、技术管理水平不高、经济物质力量欠

15、缺等特点，因地制宜地研究其处理工艺，多开发一些土建工程量少，投资小，占地省，操作管理方便的实用技术工艺。  （9） 水质检测面对日益复杂的水源水质，水质检测技术应能及时地反映出水中某些微量成分对用户的危害。如何使水厂的水质检测系统能够快速、准确、方便的检测到它们的存在，是今后一项艰巨的任务。2 水质污染影响了用水安全和饮用信心 水是生命之源。2007年12月，联合国环境规划署发布报告说，目前全球有11亿人无法获得安全饮用水，这一问题可能因气候变化和人口增长等原因而加剧。联合国甚至警告：如果世界人口持续增加，到2025年，全球三分之一的人口将不得不为获得安全的饮用水而苦恼。饮

16、用水安全问题已逐渐成为全球性的挑战。饮用水安全也是我国全面建设小康社会的重要内容之一，近年来，党中央、国务院高度重视饮用水安全问题。据有关资料显示，我国农村有3亿多人饮水不安全，其中约6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，1.9亿人饮用水有害物质含量超标，血吸虫病区约1100多万人饮水不安全；相当一部分城市水源污染严重，威胁到饮水水质。保障饮用水安全是保障人们生命健康和生存权的迫切需要。保障人的生命健康和生存权作为人最基本的权利，正是现代立法的核心理念和最终目的。资料表明，自来水中易存在以下几种污染物：饮水安全，饮用水，环境污染。 铁锈水由镀锌铁管输送，水与

17、铁发生氧化作用，生成红色的氧化铁，进一步氧化会生成黑色的三氧化二铁。新建楼房中的管道更容易被氧化。每天早上第一次打开水龙头，出水中发红的物质即是铁锈。铁是人体必需的元素，但作为饮用水指标之一，每升水中铁的含量不得超过0.3毫克。若肉眼能分辨出水中铁锈的颜色，或是能品尝出铁锈的味道，那么水中的铁含量是大大超标了，铁含量超标，不仅观感、口感差，长期饮用，会加重肾脏负担，导致内分泌系统失调，高血压等病症。余氯氯是一种强氧化剂，具有剌鼻的气味和口感异味。氯是国际上广泛使用的自来水消毒剂。余氯就是加氯消毒，接触一定时间后，水中剩余的氯量。按国际要求，余氯的安全量为管网末梢(家庭自来水龙头处)应保持在0.

18、05毫克/升水，以控制细菌在输送过程的滋生，所以市供自来水都含有余氯。余氯对人体健康的危害作用，70年代由日本专家首先发现，后被世界卫生(WHO)确认。原来氯在水中杀死细菌的同时，会生成潜在的致癌物质三氯甲烷。从那时起，国际上许多发达国家开始研究取代氯的新型杀菌剂。这也就是家用净水机于70年代中期开始在发达国家进入家庭的原因。由此可见，饮用自来水时，余氯完全是一种多余的物质，其杀菌的功效在自来水出了水龙头已经不再为人体所需医学界许多专家认为，如果40年前对氯已有这么多的认识,当时提议用氯来做为自来水消毒剂的方案,一定不能获得通过。铅镉及其它重金属铅镉重金属是如何进入自来水呢?工业污水含有镉、砷

19、、铅和汞等重金属元素，这些重金属元素随着工业污水进入江河湖海，而自来水的水源一般为江河，就这样，重金属就进入了千家万户。人们如果长期饮用内含重金属的自来水，就像在人体内设定计时炸弹，时日一久，就会引发各种疾病。以镉为例，世界卫生组织指出，正常的婴儿体内不含镉，镉在人体生长过程中通过食物等途径进入体内，主要积累于肾和肝中，可导致肾肝损伤、骨骼代谢受阻、呼吸系统病症。镉在体内可长期滞留，半衰期长达40年，有致癌和致畸作用。因此，镉已经被世界卫生组织鉴定为不应摄入的元素，而每人每周的最大允许摄入量仅为0.3至0.4毫克。另一种重金属元素砷，也是毒性很强的污染物质，主要来自于化工厂、农药厂排放的污水。

20、它会在人体的肝、肾、肺、骨骼、肌肉、子宫等部位积蓄，引起慢性中毒，长年累月下来，导致神经系统、血液系统、消化系统等损伤，诱发皮肤癌、肺癌等疾病，潜伏期可长达几年至几十年。所以必须要加强饮水安全和民众的饮水信心。针对我国现有饮用水安全保障法律规定存在的问题，借鉴美国较成熟的安全饮用水法的经验，特提出以下几点建议：1、 加强我国饮用水源保护法律调控基本法律制度，尽快出台饮用水水源保护法规我国饮用水源保护法律规定还存在许多空白。目前，我国饮用水源的主要污染源是城市生活污水、面源污染等，可是缺乏相应的法律制度予以调控，极不利于对饮用水源的保护。同时，现行的饮用水水源保护区污染防治规定，不仅效力层次较低

21、，而且适用范围主要是污染防治，然而饮用水安全问题超出了水污染防治的范畴。因此，建议尽快整合和完善有关制度，出台相关法规。2、 扭转多头管理的体制，加强跨行政区法律调控力度由于水资源的自然属性，出于优化配置、高效利用的客观需要，应当由水务部门统筹考虑水资源的配置和管理、水源工程的建设、饮用水源的保护以及对供水企业的水质管理和行业指导等，并牵头组建统一的饮用水水质检测网络和组织信息发布工作，在饮用水安全问题上发挥主导作用。其他相关部门，如卫生部门环保部门，应配合水务部门做好饮用水安全工作。另外，有必要制定跨行政区水环境管理的决策和管理政策，建立起综合的决策机制。3、 完善生态补偿、公众参与等法律制

22、度建设完善跨行政区饮用水源的补偿机制。上游污染饮用水源导致下游受损，上游应对下游给予补偿。上游为了保护饮用水源，不能进行本应进行的开发活动，下游得到好的饮用水源条件，是以上游的经济发展的限制为条件的，那么下游就应当给上游一定的经济补偿，或国家以公共财政转移支付的方式补偿。我国也应借鉴美国安全饮用水法中的公众参与制度，建立并加强我国在安全饮用水保障领域的公众参与制度。4、 在理顺体制、统一规范的前提下，出台综合性的饮用水安全法我国政协委员杨文龙认为：“我国在生活饮用水安全方面有相当广泛的立法基础。从经验借鉴的角度看，世界上一些发达国家早在20世纪初就有了生活饮用水的立法。我国制定生活饮用水安全法

23、的时机与条件均已具备，应尽快予以制定。”因此，应尽快出台综合性的饮用水安全法，对饮用水安全进行全过程监控，真正做到依法保障饮用水安全，促进社会和谐。四、解决水质污染的主要措施1.提高出厂水水质和稳定性,严格控制浊度超标。经传统常规处理工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)处理净化的水,有的已不符合饮用水标准,可增加预处理和浓度处理工艺,如臭氧法、活性炭法,生物活性炭法、接触氧化法、光氧化法等。对含铁量高的地下水,可采取氧化法、碱化法、充氧回藻法;对含氟量高的可采用沉淀法、离子交换法。同时加强净水过程的全面质量控制工作,合理加药,实现投注加药自动化,以提高供水水质。尤其是要严格控制水的浊度指标,对降低管

24、网中病毒、细菌和有机物的含量非常重要。在水质稳定性方面,推行调整PH值法,即水在出厂前投加稳定剂,把PH值调整至7-8.5,提高水的稳定性。2.更新或改造供水管道系统,深化管网管理。管材要选用产品质量较好的厂家,管道要有较好的内壁,既能抗腐蚀又不析出有害物质;新铺设的管道或对旧管道更新改造的管道可应用预应力钢筋混凝土管、给水塑料管、玻璃钢管、球墨铸铁管等;100mm以下的可采用给水塑料管、衬里钢管、铝塑复合管、薄壁不锈钢管等,应逐步减少镀锌钢管的使用;管道上阀门要采用橡胶衬里的球面三角形软件、环氧树脂喷涂的铸件和不锈钢配件;在做金属管道衬里时,可加丙烯酸树脂分散剂(占硝浆干重3%)或采用蒸汽养

25、护,以增强抗酸性水和抗腐蚀的能力,此外施压法衬里比喷压法衬里质量好,砂子失落量小;在设计施工上,应严格遵守给水工程设计、施工规范,如给管道与其它管(尤其是排水管)交叉时,要保证规范要求的最小间距,与自备水源或非饮用水管道连接时,应采取空气隔断装置等措施,防止饮用水的污染;由于环状管网比树状管线水质条件好,如经济条件许可,管线尽可能采取环状,即使采用树状,管线也不宜太长,以免末端滞水,如果管线延伸太长,应考虑在中途加氯和定期冲洗;泄水阀安装位置要合理,不要淹没在水中;减少管道集水机率,减少管内流向、流速的剧变;管道安装或抢修完毕后要彻底冲洗消毒;打水钻时,施工要小心,防止管道碎片落入管中;禁止用

26、泵直接从管网抽水,确需加压时,最好增设蓄水池,以免管网产生负压,使污物浸入;在维护管理方面,对使用年限太长的供水管道进行更新改造或刮管涂衬,其次定期冲洗管道,对管网末端冲洗周期一年不少于一次,整个系统每两年进行一次。通过管理措施使水质不再受到污染。3.完善二次供水设施的设计与施工,加强管理。在设计施工方面,改进水池(箱)的工艺结构,避免了出现死水区,使水形成推流式流动状态,并保持一定流速;消防水池(箱)与生活水池(箱)宜分开建设,如果合建可采取隔离措施,生活用水部分可进入消防系统,但消防系统水不可进入生活水系统,消防水的卫生问题可通过定期排放用于它用,以定期更新;生活水池(箱)容积不宜过大,以

27、满足一天用水量的40-60%为宜;进、出水管的设置要合理,进水管要设置水位控制阀,尽量不要设溢流管。在材质方面,水池一般多为水泥材料,内壁和底部要光滑平整;在管理方面,制定城市二次供水管理的行政规章制度,建立二次供水管理体系,会同卫生防疫部门,加强水质监测,监督用户对水箱、水池进行清洗、消毒,每年不少于一次,建立二次供水设施档案,健全周期监督管理制度。通过措施有效解决二次供水中水质污染问题。4.合理加氯。在保证消灭水中细菌、病毒和其他微生物的前提下,应尽量降低氯的投加量,加氯点尽量往后道工序移,在设施上尽可能实现多点加氯,为了有利于保持管网的余氯,可使出厂水余氯呈氯胺状态,和出厂水充分混合,保持30分钟以上的接触时间。同时要增强水质检测手段,加强对出厂水氯含量和管网余氯量的连续监测,如管道过长余氯不足时,要考虑中途加氯,此外,当水中铁、锰含量高时,不宜用氯消毒,以免其析出造成黑褐色水,提高加氯自动化程度,这是实现合理加氯的关键。公务员之家5.加强管网水质的测定