饮用水安全消毒技术.pptx

n n内容：目前消毒技术存在的问题，优化氯消毒技术，二氧化氯消毒技术，臭氧消毒技术，紫外线消毒技术。n n重点：目前消毒技术存在的问题，优化氯消毒技术 4.1我国城镇供水行业消毒技术现状简述我国城镇供水行业消毒技术现状简述 1.1.氯消毒在给水处理中得到广泛应用氯消毒在给水处理中得到广泛应用n n消毒是给水处理工艺的重要组成部分。消毒是给水处理工艺的重要组成部分。1919世纪中叶，世纪中叶，人类历史上第一次将水质与人体健康直接联系起来，人类历史上第一次将水质与人体健康直接联系起来，正是认识到严重危害生命的霍乱、伤寒、痢疾等传正是认识到严重危害生命的霍乱、伤寒、痢疾等传染病是微生物通过饮用水传播的。上世纪初发现氯染病是微生物通过饮用水传播的。上世纪初发现氯可以灭活水传致病微生物后，氯消毒在给水处理中可以灭活水传致病微生物后，氯消毒在给水处理中得到广泛应用，成为得到广泛应用，成为2020世纪保护人体健康的重要技世纪保护人体健康的重要技术进步之一。术进步之一。2.2.氯消毒现状氯消毒现状n n目前我国各供水企业的水处理工艺普遍采用液氯作目前我国各供水企业的水处理工艺普遍采用液氯作消毒剂，其优点是成本低、投加设备简单，设计、消毒剂，其优点是成本低、投加设备简单，设计、运行管理经验丰富近年来余氯自动检测与加氯自运行管理经验丰富近年来余氯自动检测与加氯自动控制技术发展迅速，特别是在大中型水厂得到广动控制技术发展迅速，特别是在大中型水厂得到广泛应用，部分中小型水厂则加氯技术相对落后，加泛应用，部分中小型水厂则加氯技术相对落后，加氯不能完全实现自动化，使加氯量和余氯控制不能氯不能完全实现自动化，使加氯量和余氯控制不能很好满足水质要求。较先进水平的加氯机主要靠引很好满足水质要求。较先进水平的加氯机主要靠引进国外产品。同时国内对加氯量的计算与发达国家进国外产品。同时国内对加氯量的计算与发达国家有差距，不是按照满足有差距，不是按照满足CTCT值的要求计算。值的要求计算。二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫外线消毒于外线消毒于20032003年底在大庆自来水公司建成投产。年底在大庆自来水公司建成投产。总体上氯消毒仍是绝对主流技术。总体上氯消毒仍是绝对主流技术。3.3.其它消毒方式的应用其它消毒方式的应用4.24.2目前消毒技术存在的问题目前消毒技术存在的问题目前消毒技术存在的问题目前消毒技术存在的问题 1 1消毒效率问题消毒效率问题 n n目前执行的国家法定水质标准对细菌学指标的规目前执行的国家法定水质标准对细菌学指标的规定为：加氯消毒要求游离余氯在与水接触定为：加氯消毒要求游离余氯在与水接触30min30min后后不得低于不得低于0.3mg0.3mgL L，管网末梢不低于，管网末梢不低于0.05mg0.05mgL L。n n对细菌学指标的规定为：加氯消毒要求游离余氯对细菌学指标的规定为：加氯消毒要求游离余氯在与水接触在与水接触30min30min后不得低于后不得低于0.3mg0.3mgL L，管网末梢，管网末梢不低于不低于0.05mg0.05mgL L。表表14141 1中列出常规处理工艺中列出常规处理工艺难以解决的水质问题和可供选择的主要处理方法。难以解决的水质问题和可供选择的主要处理方法。n n美国要求采用美国要求采用CTCT值来决定加氯量，在提高消毒效值来决定加氯量，在提高消毒效率的前提下减少氧耗，达到减少消毒副产物的目率的前提下减少氧耗，达到减少消毒副产物的目的。正在修订的的。正在修订的室外给水设计规范室外给水设计规范提出氯消提出氯消毒应计算毒应计算CTCT值，但未给出具体说明值，但未给出具体说明 n n从上世纪从上世纪7070年代起，饮用水中不断发现新的病源微年代起，饮用水中不断发现新的病源微生物，如微小似病毒、贾第虫、军团菌和隐孢子虫等。生物，如微小似病毒、贾第虫、军团菌和隐孢子虫等。饮用水中越来越多的致病微生物种类对饮用者健康构成饮用水中越来越多的致病微生物种类对饮用者健康构成直接威胁，而且部分新型致病微生物如隐孢子虫等不能直接威胁，而且部分新型致病微生物如隐孢子虫等不能被氯杀死。为了保证饮用水的安全性，特别是考虑将来被氯杀死。为了保证饮用水的安全性，特别是考虑将来饮用水的直接饮用，采用更有效的消毒技术十分必要。饮用水的直接饮用，采用更有效的消毒技术十分必要。2 2消毒副产物问题消毒副产物问题 n n自上世纪自上世纪7070年代发现氯消毒产生有年代发现氯消毒产生有“三致作用三致作用”消毒副产物三卤甲烷以后，对氯消毒产生的消毒消毒副产物三卤甲烷以后，对氯消毒产生的消毒副产物成为各国关注的热点。越来越多的消毒副副产物成为各国关注的热点。越来越多的消毒副产物如三卤甲烷、卤己酸、卤代腈、卤代醛等在产物如三卤甲烷、卤己酸、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。挥发性和非挥发性的两类消毒副产物。n n美国专门有消毒剂和消毒副产物法美国专门有消毒剂和消毒副产物法(D(DDBPsRULE)DBPsRULE)对对氯消毒剂和消毒副产物进行了规定。氯消毒剂和消毒副产物进行了规定。n n我国国标我国国标生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准(GB 5749(GB 574985)85)规定规定三氯甲烷不高于三氯甲烷不高于60g/L60g/L。国内自上世纪。国内自上世纪9090年代以后对年代以后对消毒副产物的研究推动了消毒副产物列入新的水质标消毒副产物的研究推动了消毒副产物列入新的水质标准。在卫生部准。在卫生部生活饮用水卫规范生活饮用水卫规范中对三卤甲烷、中对三卤甲烷、卤乙酸、亚氯酸盐、三氯乙醛都作了规定。建设部制卤乙酸、亚氯酸盐、三氯乙醛都作了规定。建设部制定的定的城市供水水质标准城市供水水质标准(CJ(CJT 206T 2062005)2005)也对消也对消毒副产物作了严格规定毒副产物作了严格规定(见表见表21211)1)。n n因此为了控制消毒副产物，对消毒技术的优化十分必因此为了控制消毒副产物，对消毒技术的优化十分必要。要。水质标准对消毒剂和消毒副产物的规定比较 单位：mg/L 三卤三卤甲烷甲烷卤乙卤乙酸酸余氯余氯氯胺氯胺二氧二氧化氯化氯亚氯亚氯酸盐酸盐溴酸溴酸盐盐美国美国0.0800.0800.0600.0604 44 40.80.81.01.00.010.01中国中国0.1000.1000.0600.0600.70.70.010.01注：中国的规定摘自城市供水水质标准（CJT 2062005)3管网水质生物稳定性问题n n由于出厂水中存在可生物降解有机物由于出厂水中存在可生物降解有机物(Biodegradable(Biodegradable Organic MatterOrganic Matter，缩写为，缩写为BDOM)BDOM)，成为管网中异养细，成为管网中异养细菌生长繁殖所需的营养基质，使出厂水中未被消毒菌生长繁殖所需的营养基质，使出厂水中未被消毒杀死的细菌或其他途径进入给水管网的细菌重新生杀死的细菌或其他途径进入给水管网的细菌重新生长长(Regrowth(Regrowth或或aftergrowth)aftergrowth)。部分细菌随机附着在管。部分细菌随机附着在管壁上利用营养基质生长而成生物膜。壁上利用营养基质生长而成生物膜。n n管壁生物膜可能成为管壁腐蚀和结垢的诱因。生物管壁生物膜可能成为管壁腐蚀和结垢的诱因。生物膜的老化脱落会恶化水质，使用户水水色度和浊度膜的老化脱落会恶化水质，使用户水水色度和浊度上升，细菌数增加，致病菌和条件致病菌生长，最上升，细菌数增加，致病菌和条件致病菌生长，最终恶化水质。管壁结垢和腐蚀会降低管网过水能力，终恶化水质。管壁结垢和腐蚀会降低管网过水能力，增加二级泵站动力消耗，引起水在管道里的跑冒滴增加二级泵站动力消耗，引起水在管道里的跑冒滴漏，严重时造成爆管事故。因此，作为营养基质的漏，严重时造成爆管事故。因此，作为营养基质的有机物存在于给水管网中将给管网和管网水质带来有机物存在于给水管网中将给管网和管网水质带来严重影响。严重影响。4.3 4.3 消毒技术发展目标消毒技术发展目标消毒技术发展目标消毒技术发展目标 1建立科学的消毒评价指标体系n n消毒是保证饮用水水质安全可靠的重要手段，因此基于现代水处理科学和相关学科的发展，对消毒单元的评价指标体系必须同时考虑微生物学指标、毒理学指标、生物稳定性指标，使消毒的综合效果达到最佳。n n微生物学指标要重点突出饮用水中可能出现的、微生物学指标要重点突出饮用水中可能出现的、对人体健康有直接或者间接危害的微生物，包括对人体健康有直接或者间接危害的微生物，包括致病菌、病毒、原生动物等。这些微生物指标的致病菌、病毒、原生动物等。这些微生物指标的测定还必须具有可操作性，相对简单易行，便于测定还必须具有可操作性，相对简单易行，便于在全国供水企业推广。建设部制定的在全国供水企业推广。建设部制定的城市供水城市供水水质标准水质标准 (LJ (LJT206T2065001)5001)对微生物学指标已对微生物学指标已有新的规定，包括细菌总数、总大肠杆菌群、余有新的规定，包括细菌总数、总大肠杆菌群、余氯、二氧化氯、粪型链球菌群、蓝氏贾第鞭毛虫氯、二氧化氯、粪型链球菌群、蓝氏贾第鞭毛虫孢囊和隐孢子虫卵囊。根据科学发展，这个名单孢囊和隐孢子虫卵囊。根据科学发展，这个名单还应该不断与时俱进，作出调整。还应该不断与时俱进，作出调整。n n毒理学指标也应消毒副产物反应现代科学的新进展。中国城镇供水协会应该建立全国性的饮用水消毒副产物信息网，根据各个地区供水企业检测到的消毒副产物和其潜在的危害对水质标准中的消毒副产物名单及时作出调整。未来的水质标准不应该是一制定就实行很长时间，而是应该根据研究的新发现不断更新、调整。就消毒副产物而言，尽管目前美国和中国水质标准对氯代消毒副产物的规定只有三卤甲烷和卤乙酸两类，n n实际上研究发现的消毒副产物名单很长，比较重实际上研究发现的消毒副产物名单很长，比较重要的有：要的有：n n 三卤甲烷三卤甲烷(THMs)(THMs)n n 卤乙酸卤乙酸(Haloaceticacids)(Haloaceticacids)n n 卤代醛卤代醛(Haloacetaldehydes)(Haloacetaldehydes)n n 卤代腈卤代腈(Haloacetonitriles)(Haloacetonitriles)n n 卤代酮卤代酮(Halopropanones)(Halopropanones)n n 卤代硝基甲烷卤代硝基甲烷(Halonitromethanes)(Halonitromethanes)n n 卤代氰卤代氰(Halocyanogens)(Halocyanogens)n n 无机副产物无机副产物(亚氯酸盐、澳酸盐等亚氯酸盐、澳酸盐等)n n生物稳定性指标目前还未有定论，但随着研究的深入预计在不久的将来会有比较一致的看法。因此未来的消毒评价体系也应充分考虑生物稳定性指标。2 2建立科学的消毒单元设计和运行方法建立科学的消毒单元设计和运行方法 n n消毒单元的设计和运行必须同时考虑提高消毒效果消毒单元的设计和运行必须同时考虑提高消毒效果(即提高即提高对致病微生物的控制水平对致病微生物的控制水平)、减少消毒副产物、提高水质、减少消毒副产物、提高水质生物稳定性。国外最新的消毒设计和运行工具生物稳定性。国外最新的消毒设计和运行工具综合消综合消毒设计框架毒设计框架(IDDF(IDDF，Integrated Disinfection Design Integrated Disinfection Design Frameworks)Frameworks)就是这样一种新的方法，在美国这个设计框架就是这样一种新的方法，在美国这个设计框架将会被用来代替地表水处理法将会被用来代替地表水处理法(SWTR)(SWTR)中关于消毒的指导原中关于消毒的指导原则。则。n n最初的IDDF产生只包括三个部分；反应器水力特性、消毒剂的需求消耗动力学、消毒动力学。但最初的IDDF存在一定的局限。新的全面的1DDF模型包括：反应器水力特性、消毒剂的需求消耗动力学、消毒副产物生成动力学和消毒动力学。图21.2便是其内容的示意图。n nIDDF模型的建立是基于具体的用户的实际数据而定的。首先确定的是反应器的水力特性，然后是消毒剂的需求和消耗动力学，消毒动力学和消毒副产物形成动力学。这种方法建立起来的模型需要处理离散的水力数据。n n具体的模型应用是由用户提供的数据、每个子模型整合而成一个完整的lDDF。病菌的灭活计算是基于从水力学、消毒剂的需求和消耗动力学、消毒动力学模型中的输人数据。而消毒副产物的计算则是基于具体的水质和消毒副产物形成模型。n n这些模型提供了三种不同水平以给不同要求的用这些模型提供了三种不同水平以给不同要求的用户：户：n n基础：基础：IDDFIDDF模型的最简单的应用，只需输人参数，模型的最简单的应用，只需输人参数，不需要实验。不需要实验。n n标准：标准：IDDFIDDF模型最昔遍的应用，输入模型的数据模型最昔遍的应用，输入模型的数据需要做一些现场实验。需要做一些现场实验。n n高级：运用高级：运用IDDFIDDF模型以实现显著的提高，需要专模型以实现显著的提高，需要专家来发展参数输入模型。家来发展参数输入模型。n nIDDFIDDF模型应该成为我国未来氯消毒设计和运行的模型应该成为我国未来氯消毒设计和运行的原则。原则。3.改进消毒技术，全面提高饮用水水质n n为了全面提高饮用水水质，在优化氯消毒的前提下，还要研究新的消毒方式，以克服氯消毒的缺点。目前二氧化氯、臭氧和紫外线消毒都是可能的选择之一，但紫外线消毒技术是最有前途的技术之一，因为紫外线消毒不产生副产物，对抗氯型的隐孢子虫和贾第虫都有好的消毒效果。因此应该重点研究紫外线消毒在饮用水处理中的应用特点。n n消毒的首要目的是控制致病微生物的传播。一般情况下，致病微生物的风险比消毒副产物的风险要大得多，因此消毒技术的改进和优化首先应该将控制致病微生物放在第一位。在此前提下，采取技术手段，控制消毒副产物的产生。4.44.4改进清水池设计，以改进清水池设计，以改进清水池设计，以改进清水池设计，以Ct10Ct10值作为设计依据值作为设计依据值作为设计依据值作为设计依据 1.1.清水池设计的改进成为减少消毒副产物的重要手段清水池设计的改进成为减少消毒副产物的重要手段n n清水池是给水厂处理工艺的的重要组成部分。通常清水池是给水厂处理工艺的的重要组成部分。通常清水池主要起水量调节和消毒反应器的作用。但随清水池主要起水量调节和消毒反应器的作用。但随着近几年对管网水质的重视，清水池作为保证管网着近几年对管网水质的重视，清水池作为保证管网水质的一个处理单元的重要作用越来越明显。特别水质的一个处理单元的重要作用越来越明显。特别是世界范围内对消毒副产物控制的重视，使清水池是世界范围内对消毒副产物控制的重视，使清水池设计的改进成为减少消毒副产物的重要手段。设计的改进成为减少消毒副产物的重要手段。2.t10t10T T是衡量清水池水力特性的重要参数。是衡量清水池水力特性的重要参数。n n按照按照ChickChickWatsonWatson消毒公式消毒公式(公式公式21211)1)，消毒效果，消毒效果跟跟CTCT值值(C(C为消毒剂浓度，为消毒剂浓度，T T为消毒反应时间为消毒反应时间)成正比。成正比。因此美国有关饮用水处理的法律专门规定消毒设计因此美国有关饮用水处理的法律专门规定消毒设计必须以必须以CTCT值作为设计依据。其中值作为设计依据。其中C C是反应时间是反应时间T T后的后的剩余消毒剂浓度剩余消毒剂浓度(氯消毒即为余氯氯消毒即为余氯)，单位，单位mgmgL L，T T为反应时间，单位：为反应时间，单位：minmin。而且要求。而且要求T T必须用必须用t10t10，不，不能用水力停留时间能用水力停留时间T TV VQQ。t10t10必须通过示踪试验必须通过示踪试验或根据清水池布置对水力停留时间乘以相应的系数。或根据清水池布置对水力停留时间乘以相应的系数。t10t10T T是衡量清水池水力特性的重要参数。是衡量清水池水力特性的重要参数。二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫外线消毒于外线消毒于20032003年底在大庆自来水公司建成投产。年底在大庆自来水公司建成投产。总体上氯消毒仍是绝对主流技术。总体上氯消毒仍是绝对主流技术。3.3.其它消毒方式的应用其它消毒方式的应用n n保持管网足够的余氯并不能完全抑制细菌生长，只要有机营养基质存在，即使保持较高的余氯量细菌仍会在管网繁殖。而且加氯量的增加将引起氯代消毒副产物的增加，使饮用水的安全性下降。n n国内已经在北京供水企业、深圳供水企业、成都国内已经在北京供水企业、深圳供水企业、成都供水企业、天津供水企业等进行了这方面的研究，供水企业、天津供水企业等进行了这方面的研究，证实必须重视管网水质生物稳定性对水质的影响。证实必须重视管网水质生物稳定性对水质的影响。关于制定关于制定AOCAOC的标准和降低的标准和降低AOCAOC的措施，也在研的措施，也在研究中。国家究中。国家“863863”高科技攻关项目高科技攻关项目“南方地区安南方地区安全饮用水保障技术全饮用水保障技术”、“北方地区安全饮用水保北方地区安全饮用水保障技术障技术”、“太湖地区安全饮用水保障技术太湖地区安全饮用水保障技术”都都将饮用水生物稳定性和管网水质作为重要的研究将饮用水生物稳定性和管网水质作为重要的研究内容。氧消毒时与有机物的反应能使内容。氧消毒时与有机物的反应能使AOCAOC显著增显著增加，从而带来副作用。氯消毒、消毒副产物和生加，从而带来副作用。氯消毒、消毒副产物和生物稳定性的相互影响关系可由图物稳定性的相互影响关系可由图21211 1表示。因此表示。因此消毒技术的优化和发展成为十分紧迫的问题。消毒技术的优化和发展成为十分紧迫的问题。n n在初步分析的基础上，应进一步通过在初步分析的基础上，应进一步通过模型试验模型试验来来确定处理工艺以及主要参数，并应重视实地和资确定处理工艺以及主要参数，并应重视实地和资料调研国内外相关工程的设计与运行情况以及对料调研国内外相关工程的设计与运行情况以及对应的工程建设背景和条件等，通过全面客观地总应的工程建设背景和条件等，通过全面客观地总结现有工程的经验来指导本地的工程实践。结现有工程的经验来指导本地的工程实践。n n 总之，由于科技进步，使给水处理技术与工艺总之，由于科技进步，使给水处理技术与工艺不断地发生变化，新技术被提出和得到应用或使不断地发生变化，新技术被提出和得到应用或使现有工艺更加高效和经济。现有工艺更加高效和经济。3.2 预处理技术与工艺预处理技术与工艺3.2.1 生物预处理生物预处理n n “八五八五”和和“九五九五”期间，我国对各种生物预处期间，我国对各种生物预处理技术进行了系统研究，总体上讲，生物预处理理技术进行了系统研究，总体上讲，生物预处理能有效去除原水中可生物降解有机污染物，能有效去除原水中可生物降解有机污染物，CODCODMnMn去除率一般为去除率一般为15152020。对。对氨氮和亚硝酸氨氮和亚硝酸盐盐去除而言，生物预处理的去除率较高，一般去除而言，生物预处理的去除率较高，一般可可达达8080以上以上。另外，生物预处理还能不同程度地。另外，生物预处理还能不同程度地去除原水中的铁、锰，色、嗅及浊度。去除原水中的铁、锰，色、嗅及浊度。n n当水中有机污染物可生化性较强时，采用生物预处当水中有机污染物可生化性较强时，采用生物预处理可明显地提高理可明显地提高 水质，但对于受工业废水污染、可水质，但对于受工业废水污染、可生化性较低的原水，生物预处理除污染效率较低。生化性较低的原水，生物预处理除污染效率较低。对于北方地区，由于冬季水温低，处理效果会下降。对于北方地区，由于冬季水温低，处理效果会下降。n n各供水企业在进行生物预处理方案论证时，应充分各供水企业在进行生物预处理方案论证时，应充分利用我国在利用我国在“八五八五”和和“九五九五”期间在该领域的研期间在该领域的研究成果，并结合原水水质特征，进行必要的模拟试究成果，并结合原水水质特征，进行必要的模拟试验，确定生物预处理的工艺适用性、池型及设计和验，确定生物预处理的工艺适用性、池型及设计和运行参数。运行参数。n n如果原水受生活污水污染，有机物和氨氮较高如果原水受生活污水污染，有机物和氨氮较高(接接近或超过近或超过地表水环境质量标准地表水环境质量标准(GB 3838(GB 38382002)2002)中的中的类水体的上限值类水体的上限值)，与增加臭氧，与增加臭氧活性活性炭深度处理相比，一般讲，选用生物预处理是解炭深度处理相比，一般讲，选用生物预处理是解决该类水质问题的经济合理的选择方案。决该类水质问题的经济合理的选择方案。n n各供水企业在选择生物预处理池型时，应从各供水企业在选择生物预处理池型时，应从生物滤生物滤生物滤生物滤池池池池和和生物接触氧化生物接触氧化生物接触氧化生物接触氧化两种方式中，结合具体情况，综两种方式中，结合具体情况，综合考虑技术经济指标，加以比选。前者以生物陶粒合考虑技术经济指标，加以比选。前者以生物陶粒滤池及轻质悬浮滤料滤池为代表，其中，生物陶粒滤池及轻质悬浮滤料滤池为代表，其中，生物陶粒滤池在北京、深圳等多处进行过大量小试、中试，滤池在北京、深圳等多处进行过大量小试、中试，在蚌埠第二水厂、上海周家渡水厂进行了生产性实在蚌埠第二水厂、上海周家渡水厂进行了生产性实验，积累了较深入与完整的研究与设计经验，而轻验，积累了较深入与完整的研究与设计经验，而轻质悬浮滤料滤池则在上海徐泾自来水厂实现了工程质悬浮滤料滤池则在上海徐泾自来水厂实现了工程应用。后者在宁波梅林水厂、合肥第四水厂、上海应用。后者在宁波梅林水厂、合肥第四水厂、上海惠南水厂等地有实际应用，具有较成熟的设计及生惠南水厂等地有实际应用，具有较成熟的设计及生产运行经验。产运行经验。3.2.2 粉状活性炭技术粉状活性炭技术n n粉状活性炭在国外已有较长的应用历史，早在上世粉状活性炭在国外已有较长的应用历史，早在上世纪纪2020年代末就开始使用粉末活性炭去除水中的嗅味，年代末就开始使用粉末活性炭去除水中的嗅味，目前在美国、欧洲以及日本等国已得到了普遍应用。目前在美国、欧洲以及日本等国已得到了普遍应用。在我国，粉末活性炭也已经在一些水厂得到应用。在我国，粉末活性炭也已经在一些水厂得到应用。粉末活性炭能够显著改善水的色嗅味，对分子量为粉末活性炭能够显著改善水的色嗅味，对分子量为1000100050005000的有机物有较好的去除效果，对于分子的有机物有较好的去除效果，对于分子量较小的有机物，吸附效果往往随有机物性质的不量较小的有机物，吸附效果往往随有机物性质的不同而差别较大。同而差别较大。n n 粉状活性炭与粒状活性炭相比具有基建与设备投粉状活性炭与粒状活性炭相比具有基建与设备投资少，使用灵活，管理方便等特点，特别适用于资少，使用灵活，管理方便等特点，特别适用于季节性短期污染高峰负荷的水质净化。在水源受季节性短期污染高峰负荷的水质净化。在水源受污染较重的季节，投加粉状活性炭可作为应急措污染较重的季节，投加粉状活性炭可作为应急措施。施。n n粉末活性炭可采用干式投加和湿式投加两种，一粉末活性炭可采用干式投加和湿式投加两种，一般干式投加采用于式投加机，湿式投加采用计量般干式投加采用于式投加机，湿式投加采用计量泵从净水效果和操作环境考虑，推荐采用湿式泵从净水效果和操作环境考虑，推荐采用湿式投加。粉末活性炭的投加点一般是水厂进水口、投加。粉末活性炭的投加点一般是水厂进水口、快速混合处、反应池中段和滤池进口，粉末活性快速混合处、反应池中段和滤池进口，粉末活性炭的投加量根据水质的不同而变化较大，通常为炭的投加量根据水质的不同而变化较大，通常为5 550mg50mgL L。n n 粉末活性炭可与硅藻土、高锰酸钾等药剂联用，粉末活性炭可与硅藻土、高锰酸钾等药剂联用，节省投加量，井能取得更好的处理效果。节省投加量，井能取得更好的处理效果。3.3 深度处理技术深度处理技术3.3.1 臭氧技术臭氧技术1 1臭氧技术的基本特点臭氧技术的基本特点臭氧最早应用于饮用水处理中是作为一种消毒臭氧最早应用于饮用水处理中是作为一种消毒剂，但由于饮用水水源污染程度的加剧，使臭氧作剂，但由于饮用水水源污染程度的加剧，使臭氧作为氧化剂在饮用水处理中的研究和应用受到普遍重为氧化剂在饮用水处理中的研究和应用受到普遍重视，臭氧应用范围也更加广阔。视，臭氧应用范围也更加广阔。臭氧技术应用于除污染工艺中的位置有三种：臭氧技术应用于除污染工艺中的位置有三种：絮凝前絮凝前(通常称为预臭氧通常称为预臭氧)、砂滤池前、活性炭滤池前、砂滤池前、活性炭滤池前(通常称为主臭氧通常称为主臭氧)，其中在砂滤池前投加臭氧，由于，其中在砂滤池前投加臭氧，由于絮凝沉淀中去除了部分可氧化物质，因此臭氧投加絮凝沉淀中去除了部分可氧化物质，因此臭氧投加量可以降低，并且有利于提高砂滤池的过滤效率，量可以降低，并且有利于提高砂滤池的过滤效率，但对于改善絮凝效果和避免沉淀池藻类生长则不起但对于改善絮凝效果和避免沉淀池藻类生长则不起作用。本文重点介绍预臭氧和主臭氧的应用。作用。本文重点介绍预臭氧和主臭氧的应用。2 2臭氧技术的适用范围臭氧技术的适用范围(1)(1)改善水质的感官指标改善水质的感官指标 臭氧对色度和嗅味的去除臭氧对色度和嗅味的去除有很高的效率，改善水质嗅味等感官指标是臭氧技术有很高的效率，改善水质嗅味等感官指标是臭氧技术应用的主要目的。应用的主要目的。(2)(2)控制藻类控制藻类 预臭氧化能灭活藻细胞，使失活或死预臭氧化能灭活藻细胞，使失活或死亡藻细胞易于通过瓤凝沉淀去除但高浓度臭氧会导亡藻细胞易于通过瓤凝沉淀去除但高浓度臭氧会导致藻细胞溶裂，细胞内有毒物质溶出。因此，预臭氧致藻细胞溶裂，细胞内有毒物质溶出。因此，预臭氧投加量不宜过大。投加量不宜过大。(3)(3)助疑助疑 预臭氧化可降低达到相同滤后水浊度下预臭氧化可降低达到相同滤后水浊度下的最佳混凝剂量，或提高一定絮凝剂下的浊度去除的最佳混凝剂量，或提高一定絮凝剂下的浊度去除率，延长滤池过滤周期。但预臭氧化的助凝作用取率，延长滤池过滤周期。但预臭氧化的助凝作用取决于原水水质，如原水决于原水水质，如原水TOCTOC、硬度、浊度、藻类种、硬度、浊度、藻类种屑和数量等。通常，当原水硬度较高、有机物浓度屑和数量等。通常，当原水硬度较高、有机物浓度较低时，预臭氧化表现出一定的助凝效果。较低时，预臭氧化表现出一定的助凝效果。(4)(4)氧化天然有机物氧化天然有机物 通常臭氧投量条件下，主臭通常臭氧投量条件下，主臭氧与有机物反应不能将有机物直接氧化成氧与有机物反应不能将有机物直接氧化成C02C02和和H20H20，而是氧化成中间产物，结果是有机物数量增多，而是氧化成中间产物，结果是有机物数量增多，分子量减小，可生化性增加，这时臭氧工艺需要与分子量减小，可生化性增加，这时臭氧工艺需要与活性炭工艺联用。臭氧氧化天然有机物不应作为臭活性炭工艺联用。臭氧氧化天然有机物不应作为臭氧技术应用的首要任务。氧技术应用的首要任务。(5)(5)控制氯化消毒副产物控制氯化消毒副产物 臭氧化通过两个途径控臭氧化通过两个途径控制制DBPsDBPs：一是直接去除：一是直接去除DBPsDBPs的前驱物质；二是转化的前驱物质；二是转化前驱物质，从而利于后续工艺的协同去除。应当注前驱物质，从而利于后续工艺的协同去除。应当注意的是，臭氧化工艺可以氧化卤乙酸，但不能氧化意的是，臭氧化工艺可以氧化卤乙酸，但不能氧化三卤甲烷。因此，如果采用了预氯化，生成的三卤三卤甲烷。因此，如果采用了预氯化，生成的三卤甲烷不能被后续臭氧工艺去除。甲烷不能被后续臭氧工艺去除。(6)(6)去除微污染物去除微污染物 由于微污染物浓度低，在预臭由于微污染物浓度低，在预臭氧化阶段总有机物浓度高，因此微污染的去除主要氧化阶段总有机物浓度高，因此微污染的去除主要通过主臭氧化阶段。当水中存在高稳定性有机物通过主臭氧化阶段。当水中存在高稳定性有机物(如如农药农药)，采用臭氧催化氧化等高级氧化技术，通过引，采用臭氧催化氧化等高级氧化技术，通过引发羟基自由基提高对水中有机物的分解效率和臭氧发羟基自由基提高对水中有机物的分解效率和臭氧转移效率。转移效率。(7)(7)消毒消毒 臭氧杀灭病毒的能力极强，主要是通过臭氧杀灭病毒的能力极强，主要是通过臭氧破坏其蛋白质壳体而致病毒灭活，主臭氧对隐臭氧破坏其蛋白质壳体而致病毒灭活，主臭氧对隐孢子虫和贾第鞭毛虫具有较好的灭活效果。孢子虫和贾第鞭毛虫具有较好的灭活效果。3 3臭氧技术的研究与应用现状臭氧技术的研究与应用现状臭氧技术在欧美等国在饮用水除污染方面的工程臭氧技术在欧美等国在饮用水除污染方面的工程应用已经很普遍，技术与工程经验相对成熟和丰富。应用已经很普遍，技术与工程经验相对成熟和丰富。我国从上世纪我国从上世纪7070年代中期开始利用臭氧技术处理受污年代中期开始利用臭氧技术处理受污染饮用水的研究工作，但限于经济等原因，臭氧技术染饮用水的研究工作，但限于经济等原因，臭氧技术的工程应用还很有限。的工程应用还很有限。为提高臭氧化效果，近年来国内外逐渐开展了为提高臭氧化效果，近年来国内外逐渐开展了臭氧与过氧化氢联合氧化工艺的研究，发现在过氧臭氧与过氧化氢联合氧化工艺的研究，发现在过氧化氢或紫外存在下，一些与臭氧不能直接反应的有化氢或紫外存在下，一些与臭氧不能直接反应的有机物机物(主要是农药类高稳定性有机物主要是农药类高稳定性有机物)得以氧化。臭氧得以氧化。臭氧与过氧化氢联合氧化工艺已经应用于欧美国家的给与过氧化氢联合氧化工艺已经应用于欧美国家的给水处理工程中，在我国国家水处理工程中，在我国国家“863863”课题示范工程课题示范工程深圳笔架山水厂也采用了臭氧与过氧化氢联用技深圳笔架山水厂也采用了臭氧与过氧化氢联用技术。术。4 4臭氧工艺适用性的试验研究方法臭氧工艺适用性的试验研究方法应用臭氧工艺首先需进行调查研究，内容包括应用臭氧工艺首先需进行调查研究，内容包括工艺涉及到的原水水质、与其结合的工艺情况、处工艺涉及到的原水水质、与其结合的工艺情况、处理后水质应达到的标准等，然后针对特定水质和要理后水质应达到的标准等，然后针对特定水质和要求进行实验室和半生产性试验研究，确定工程相关求进行实验室和半生产性试验研究，确定工程相关设计参数，提出可能遇到问题的解决方案等。设计参数，提出可能遇到问题的解决方案等。n n臭氧的实验可采用静态和动态实验。臭氧的实验可采用静态和动态实验。研究应达到的目的主要是确定工程应用中达到规研究应达到的目的主要是确定工程应用中达到规定要求所需的臭氧投加量和臭氧与水的接触时间，同定要求所需的臭氧投加量和臭氧与水的接触时间，同时确定臭氧投加方式，臭氧投加量调节控制方法等。时确定臭氧投加方式，臭氧投加量调节控制方法等。研究中臭氧量的准确测定十分重要，臭氧量的测定包研究中臭氧量的准确测定十分重要，臭氧量的测定包括气体中臭氧量和水中臭氧量，测定方法主要有碘量括气体中臭氧量和水中臭氧量，测定方法主要有碘量法、紫外光吸收法和传感器法，对应有化学法，以及法、紫外光吸收法和传感器法，对应有化学法，以及便携式和在线检测仪表，相关的主要参考标准有：便携式和在线检测仪表，相关的主要参考标准有：臭氧发生器臭氧发生器(CJ(CJT 3028T 30281 194)94)，臭氧发生器臭氧发生器臭氧浓度、产量、电耗的测量臭氧浓度、产量、电耗的测量(CJ(CJT 3028T 30282 294)94)、(周围环境、工作地点及室内空气中臭氧连续测量周围环境、工作地点及室内空气中臭氧连续测量的标准试验方法的标准试验方法(紫外线吸收紫外线吸收)(ASTMD 5156(ASTMD 51562002)2002)等。等。5 5臭氧应用的一些技术问题臭氧应用的一些技术问题 (1)(1)臭氧投加点的确定臭氧投加点的确定 预臭氧、主臭氧因投加点不同其特点也不同，预臭氧、主臭氧因投加点不同其特点也不同，臭氧工艺选择必须根据原水水质特点，出水水质目标，臭氧工艺选择必须根据原水水质特点，出水水质目标，相关工艺流程，以及场地等情况来确定。相关工艺流程，以及场地等情况来确定。(2)(2)预臭氧化工艺存在的问题预臭氧化工艺存在的问题由于预臭氧化涉及到的目标和问题较多，并且由由于预臭氧化涉及到的目标和问题较多，并且由于水质较差，影响因素也非常多因此，预臭氧化的于水质较差，影响因素也非常多因此，预臭氧化的功能实现比主臭氧要更加复杂，在采用预臭氧化工艺功能实现比主臭氧要更加复杂，在采用预臭氧化工艺前需要进行充分的前期调研、实验和论证。以下几点前需要进行充分的前期调研、实验和论证。以下几点需要考虑：需要考虑：1)1)预臭氧化出水有机物分子变小，极性增强，不预臭氧化出水有机物分子变小，极性增强，不利于混凝沉淀对有机物去除，因此，当原水有机物利于混凝沉淀对有机物去除，因此，当原水有机物浓度高时，应降低臭氧投加量或采用替代预臭氧化浓度高时，应降低臭氧投加量或采用替代预臭氧化技术，例如高锰酸盐预氧化等技术，例如高锰酸盐预氧化等(也有将臭氧与高锰酸也有将臭氧与高锰酸盐联合使用的报道盐联合使用的报道)。2)2)预臭氧投加量不宜过高，否则可能会造成藻预臭氧投加量不宜过高，否则可能会造成藻细胞的溶裂细胞的溶裂(实际中有将臭氧和高锰酸盐联用的方法实际中有将臭氧和高锰酸盐联用的方法来降低臭氧投加量来降低臭氧投加量)。(3)(3)主臭氧技术的选择主臭氧技术的选择 在应用主臭氧化技术前应对原水水质进行充分在应用主臭氧化技术前应对原水水质进行充分调研，根据调研结果决定是否采用常规臭氧工艺还调研，根据调研结果决定是否采用常规臭氧工艺还是基于臭氧的高级氧化工艺，以及采用这些工艺所是基于臭氧的高级氧化工艺，以及采用这些工艺所涉及到的参数。对于改善水质臭味等感官指标，去涉及到的参数。对于改善水质臭味等感官指标，去除水中微污染物，杀灭病毒以及两虫将是今后应用除水中微污染物，杀灭病毒以及两虫将是今后应用主臭氧技术提高供水水质的重点。主臭氧技术提高供水水质的重点。(4)(4)臭氧化技术中的副产物问题臭氧化技术中的副产物问题甲醛、生物可同化有机碳甲醛、生物可同化有机碳AOCAOC和溴酸盐是具有代和溴酸盐是具有代表性的臭氧化副产物。甲醛首先出现在臭氧接触池中，表性的臭氧化副产物。甲醛首先出现在臭氧接触池中，达到一个峰值浓度，出厂水中消毒后，甲醛达到另一达到一个峰值浓度，出厂水中消毒后，甲醛达到另一个峰值浓度。通常，醛类副产物的浓度与水中臭氧浓个峰值浓度。通常，醛类副产物的浓度与水中臭氧浓度大致成反比关系，不同水质、不同处理流程下醛类度大致成反比关系，不同水质、不同处理流程下醛类的种类和浓度相差可能会很大。水经过臭氧化后其中的种类和浓度相差可能会很大。水经过臭氧化后其中的的AOCAOC可能增加可能增加2 26 6倍，从而导致水质的不稳定性，倍，从而导致水质的不稳定性，这样可能会造成管网中细菌的再繁殖，致使水中大肠这样可能会造成管网中细菌的再繁殖，致使水中大肠杆菌和其他致病细菌超标。溴酸盐已经被国际癌症研杆菌和其他致病细菌超标。溴酸盐已经被国际癌症研究机构列为有可能对人体产生致癌作用的化合物。究机构列为有可能对人体产生致癌作用的化合物。AOC(AOC(包括甲醛包括甲醛)可以通过生物活性炭来去除，而可以通过生物活性炭来去除，而溴酸盐形成就很难被去除，因此必须控制其生成，溴酸盐形成就很难被去除，因此必须控制其生成，控制方法可以投加控制方法可以投加NH3NH3或降低或降低pHpH，但两种方法一起，但两