給水處理理論與工藝

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1、給水處理理論與工藝市政環(huán)境工程學(xué)院張立秋主要內(nèi)容世界與我國(guó)水資源現(xiàn)狀我國(guó)飲用水源水質(zhì)與飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間的矛盾常規(guī)處理工藝的強(qiáng)化給水深度處理技術(shù)消毒技術(shù)與管道衛(wèi)生學(xué)展望地球上水的總量1.36?1018m3淡水儲(chǔ)量?jī)H為3.5?1016m3不足全球總水量的3%易開發(fā)利用的淡水儲(chǔ)量為4.0?1015m3，占淡水的11%世界水資源概況世界水資源研究所：全世界有26個(gè)國(guó)家2.32億人口面臨缺水的威脅聯(lián)合國(guó)發(fā)出警報(bào)：世界范圍內(nèi)的缺水問題將嚴(yán)重制約本世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并有可能導(dǎo)致國(guó)家和地區(qū)間發(fā)生沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)我國(guó)水資源現(xiàn)狀人均水資源占有量2200立方米約為世界平均水平的1/4排名世界第112位每

2、年因缺水而造成的經(jīng)濟(jì)損失約2000~3000億元飲用水源水質(zhì)與飲用水標(biāo)準(zhǔn)飲用水水質(zhì)問題微量有機(jī)污染物藻類及其代謝產(chǎn)物（藻毒素）嗅味氯化消毒副產(chǎn)物致病微生物有機(jī)物對(duì)膠體的保護(hù)作用穩(wěn)定性鐵錳、色度氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽等管網(wǎng)微生物再繁殖（二次污染）重金屬微量有機(jī)污染物—濃度低、毒性大，“致癌、致畸、致突變”，有些是“內(nèi)分泌干擾物質(zhì)”,特別是由于面源污染引入的農(nóng)藥等污染物—?dú)⑾x劑、塑化劑、雙酚樹脂組分、酞酸酯（玩具、乙烯地板、清潔劑、PVC制品）、表面活性劑（烷基酚）等—危害：破壞人類的生殖系統(tǒng)，會(huì)提前或延遲青春期的時(shí)間。藻類及其代謝產(chǎn)物—我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類過(guò)量繁殖，有些水體幾

3、千萬(wàn)個(gè)/L—藻類在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的藻毒素直接危害人體健康—藻類影響常規(guī)水處理工藝，而且在消毒過(guò)程中會(huì)與氯作用生成氯化消毒副產(chǎn)物嗅味—化學(xué)污染物引起的嗅味，如氯酚、硫化物等—藻類代謝產(chǎn)物—很多嗅味有機(jī)物濃度很低(ng/L級(jí)),難于被現(xiàn)行的常規(guī)給水處理工藝去除有機(jī)物在消毒過(guò)程中與氯作用生成有害副產(chǎn)物HOCl+天然有機(jī)物及有機(jī)污染物副產(chǎn)物前質(zhì)!氧化的NOM醛、酸等鹵代有機(jī)物TOXTHMsHAAsTheTHMs氯仿一溴二氯甲烷溴仿二溴一氯甲烷致病微生物—賈第蟲(包囊，長(zhǎng)9-12μm),宿主有哺乳動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、鳥類—隱孢子蟲(包囊，長(zhǎng)4-6μm),寄生于哺乳動(dòng)物、鳥類、魚類、—難以被

4、水廠現(xiàn)行的氯消毒工藝滅活—引起流行病爆發(fā)（如美國(guó)）有機(jī)物對(duì)膠體的保護(hù)作用—水中有機(jī)物濃度偏高—天然有機(jī)物濃度增加3mg/L(以TOC計(jì))，投藥量需要增加約5倍—水廠藥耗很高,鋁濃度偏高（老年癡呆癥）—我國(guó)水土流失嚴(yán)重，流失率高達(dá)30%—有機(jī)物在無(wú)機(jī)膠體表面形成高負(fù)電保護(hù)層與地下水中的鐵錳不同，地表水中的鐵錳與有機(jī)物絡(luò)合，難于去除在給水廠中剩余的微量鐵錳，會(huì)使水的色度增加，影響水的感官指標(biāo)有機(jī)絡(luò)合性鐵錳氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽—在一定條件下氨與氯作用生成氯氨，消耗氯，影響消毒效果—在一定條件下氨被轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，對(duì)人體有害—硝酸鹽的濃度一般不高可生物同化有機(jī)物水消毒以后，細(xì)菌在水

5、輸配過(guò)程中仍會(huì)再度繁殖，這種水在生物學(xué)上認(rèn)為是不穩(wěn)定的。將水中能為細(xì)菌繁殖提供條件的有機(jī)物去除，使細(xì)菌不能再度繁殖，認(rèn)為水已具有生物穩(wěn)定性去除水中可生物同化有機(jī)物，有利于保障管網(wǎng)水質(zhì)飲用水標(biāo)準(zhǔn)1976-1984我國(guó)23項(xiàng)指標(biāo)1985年35項(xiàng)指標(biāo)，增加了某些農(nóng)藥和消毒副產(chǎn)物等2000年建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—88項(xiàng)指標(biāo)2001年9月1日衛(wèi)生部規(guī)范—96項(xiàng)指標(biāo)2003年建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—101項(xiàng)指標(biāo)衛(wèi)生部規(guī)范-飲用水標(biāo)準(zhǔn)新增加指標(biāo)（2001年9月1日）濁度<1度（原標(biāo)準(zhǔn)<3度）Al<0.2mg/L耗氧量3mg/L常規(guī)指標(biāo)非常規(guī)指標(biāo)農(nóng)藥等有機(jī)物及消毒副產(chǎn)物50多項(xiàng)重金屬8項(xiàng)硫化物1項(xiàng)、鈉1項(xiàng)

6、飲水與健康據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，80%疾病與水有關(guān)《２００２年世界衛(wèi)生報(bào)告：減少威脅和促進(jìn)健康生活》不潔飲水為人類健康的10大威脅之一。但長(zhǎng)期飲用純水也不利于人體健康需要加強(qiáng)對(duì)城市飲用水水質(zhì)凈化現(xiàn)行常規(guī)給水處理工藝的主要功能原水混凝沉淀過(guò)濾消毒出水懸浮性成分（粘土顆粒、有機(jī)顆粒等）天然有機(jī)物（如腐殖酸、富里酸等）膠體成分（如無(wú)機(jī)與有機(jī)膠體）微生物（細(xì)菌、浮游生物、藻類等）但常規(guī)處理對(duì)于水中微量有機(jī)污染物和氨氮等污染物的去除效果較差濃度低、危害大、去除難飲用水源中微量有機(jī)物特點(diǎn)飲用水水質(zhì)安全保障技術(shù)水質(zhì)處理管網(wǎng)輸配水源保護(hù)城市水源保護(hù)和受污染水體恢復(fù)飲用水源保護(hù)控制點(diǎn)源污染（工業(yè)

7、與城市污水）控制面源污染（農(nóng)藥、化肥、大氣污染降雨等）飲用水水源保護(hù)（飲用水源設(shè)保護(hù)區(qū)，嚴(yán)格控制人類和牲畜的污染）清除水體底部污染沉積物采用各種水體修復(fù)技術(shù)：復(fù)氧、化學(xué)劑處理、生物修復(fù)技術(shù)等加強(qiáng)對(duì)水源水質(zhì)的監(jiān)測(cè)、設(shè)立水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)常規(guī)處理工藝的強(qiáng)化措施強(qiáng)化混凝預(yù)氧化技術(shù)強(qiáng)化沉淀與氣浮強(qiáng)化過(guò)濾技術(shù)強(qiáng)化混凝措施混凝劑的優(yōu)選助凝劑混凝條件的改善與高效混凝設(shè)備混凝劑投量的控制根據(jù)水質(zhì)情況選擇合理的混凝劑及組合如采用預(yù)先部分水解的混凝劑(聚合鋁、聚合鐵、聚硅鋁、聚硅鐵、聚合鐵鋁等）控制最優(yōu)的混凝條件如pH,混凝劑投