隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,飲用水的污染尤為突出。在我國,因為水質(zhì)污染而引起的各種疾病越來越多,解決水質(zhì)污染問題迫在眉睫。 一、自來水水質(zhì)常規(guī)處理途徑 以地表水為水源時,常規(guī)處理主要是去除懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)和病原微生物。在常規(guī)處理工藝中,混凝是向原水中投加混凝劑,使水中難以自然沉淀的懸浮物和膠體顆粒相互凝聚,生成大顆粒絮體(傷稱礬花),然后在沉淀池中沉淀下來,最后成為污泥排除。也可以在澄清池中同時完成混凝和沉淀過程。過濾是利用顆粒狀濾料(加石英砂、白煤等)截留經(jīng)過沉淀后水中殘留的顆粒物,進(jìn)一步去除水中的雜質(zhì),降低水的渾濁度。消毒是飲用水處理的最后一步,向水中加入消毒劑(一般用液氮)來滅活水中的病原微生物。 常規(guī)處理工藝對水中的懸浮物、膠體物和病原微生物有很好的去除效果,對無機污染物,如某些重金屬離子和少量的有機物也有一定的去除效果。地表水經(jīng)過常規(guī)處理工藝后,出廠水的渾濁度可以降到1NTU以下(運行良好的水廠,出廠水渾濁度可在0.3NTU以下)。對于未受到污染的水源水,常規(guī)處理后能夠達(dá)到生活飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其一般化學(xué)指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)可以滿足對健康的要求。以地下水為水源時,常規(guī)處理工藝比較簡單,主要是去除水中可能存在的病原微生物。對于不含有其它污染物(如鐵、錳、氟、砷等)的地下水,只需消毒就可以達(dá)到飲用水水質(zhì)要求。在原水渾濁度較低(一般在100度以下)、不受工業(yè)廢水污染且水質(zhì)變化不大的情況下,可省去混凝沉淀(或澄清)構(gòu)筑物,而是采用雙層濾料或多層濾料濾池直接過濾。相反,當(dāng)原水渾濁度高或含砂量大時,應(yīng)在水廠進(jìn)水u處增設(shè)預(yù)沉池或沉砂池再進(jìn)行常規(guī)處理。而在水源受到較嚴(yán)重的污染時,可在砂濾池后再增設(shè)生物活性炭濾池。特殊水質(zhì)需經(jīng)過特殊處理。地下水一般無需經(jīng)過常規(guī)處理,由泵提升后只經(jīng)消毒即可作為飲用水,但如含有一定濃度的鐵、錳、氟等時,必須有專門的除鐵、除錳和除氟處理設(shè)施。又如原水硬度過高時,須將硬水加以軟化,含鹽量不符合要求時,可采取除鹽和咸水淡化等處理。 目前水廠飲用水處理主要采用常規(guī)處理,即投藥、混合、絮凝、沉淀、澄清或氣浮、過濾和消毒的工藝流程。常規(guī)處理工藝目前仍為世界上大多數(shù)國家的水廠所采用,在我國約95%以上的以地表水為水源的自來水廠都是采用常規(guī)處理工藝。 二、影響供水水質(zhì)的主要因素 1、出廠水質(zhì)是決定水質(zhì)的主要因素。 出廠水質(zhì)雖然符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),但仍含有微小的懸浮物,存在著余氯和溶解氯、游離碳酸、碳酸離子、硝酸離子等,以及水中鐵錳經(jīng)加氯消毒氧化生成的鐵錳氧化物。這些物質(zhì)積聚在管道內(nèi)壁使管網(wǎng)水的濁度、色度、含鐵量、含錳量等高于出廠水。另外工業(yè)廢水排放越來越多,尤其是生活用水總量呈直線上升趨勢。大部分城市特別是中小城市,沒有污水處理廠,這使許多使用地表水做水源的水廠進(jìn)廠水質(zhì)直接受到污染。與地表水相比,使用地下水做水源的相對較好一些,但由于近年來化學(xué)肥料及農(nóng)藥的過度使用,使得有害物質(zhì)滲入地下,不同程度地影響了地下水質(zhì),以上這些因素都將直接影響出廠水質(zhì)。 2、管道材質(zhì)的不同,對水質(zhì)也有不同的影響。 金屬管壁由于受到水的腐蝕性等原因,容易形成以氧化鐵為主的結(jié)垢。而且使用時間越長,結(jié)垢層越厚,增大了管道阻力,使管道中的微生物、有機物粘附在管道內(nèi)壁,容易滋生厭氧菌,使細(xì)菌含量超標(biāo),對水質(zhì)形成污染。其它如水泥管內(nèi)壁涂襯不光滑,也會出現(xiàn)類似情況。 3、管道附屬設(shè)施和管道設(shè)計施工也會影響到水質(zhì)。 為了管網(wǎng)的正常運行,管網(wǎng)中需設(shè)置一定數(shù)量的控制閥門、泄水閥、消防栓等附屬設(shè)施,長期置于地下或露天,經(jīng)常受到雨水或其他污水的侵蝕,極易損壞。管網(wǎng)一旦失壓,會將附近地下污水吸入管網(wǎng),造成二次污染。 4、管道流速和管網(wǎng)壓力不穩(wěn)也是影響水質(zhì)的又一原因。 管道中水的流速過低,或者管徑過粗而用戶很少,水在管道中的滯留時間過長,促使鐵、錳氧化沉積,越積越多,越影響水質(zhì),在一定程度上會間接地對管網(wǎng)造成污染。 三、提高城市供水水質(zhì)的有效措施 1、提高出廠水水質(zhì)和穩(wěn)定性,嚴(yán)格控制濁度超標(biāo)。 經(jīng)傳統(tǒng)常規(guī)處理工藝(混凝、沉淀、過濾、消毒)處理凈化的水,有的已不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn),可增加預(yù)處理和深度處理工藝,如臭氧法、活性炭法,生物活性炭法、接觸氧化法、光氧化法等。對含鐵量高的地下水,可采取氧化法、堿化法、充氧回藻法;對含氟量高的可采用沉淀法、離子交換法。同時加強凈水過程的全面質(zhì)量控制工作,合理加藥,實現(xiàn)投注加藥自動化,以提高供水水質(zhì)。尤其是要嚴(yán)格控制水的濁度指標(biāo),對降低管網(wǎng)中病毒細(xì)菌和有機物的含量非常重要。在水質(zhì)穩(wěn)定性方面,推行調(diào)整PH值法,即水在出廠前投加穩(wěn)定劑,把PH值調(diào)整至7-8.5,提高水的穩(wěn)定性。 2、更新或改造供水管道系統(tǒng),深化管網(wǎng)管理。 管材要選用產(chǎn)品質(zhì)量較好的廠家,管道要有較好的內(nèi)壁,既能抗腐蝕又不析出有害物質(zhì);新鋪設(shè)的管道或?qū)εf管道更新改造的管道可應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、給水塑料管、玻璃鋼管、球墨鑄鐵管等;100mm以下的可采用給水塑料管、襯里鋼管、鋁塑復(fù)合管、薄壁不銹鋼管等,應(yīng)逐步減少鍍鋅鋼管的使用;管道上閥門要采用橡膠襯里的球面三角形軟件、環(huán)氧樹脂噴涂的鑄件和不銹鋼配件;在做金屬管道襯里時,可加丙烯酸樹脂分散劑(占硝漿干重3%)或采用蒸汽養(yǎng)護,以增強抗酸性水和抗腐蝕的能力,此外施壓法襯里比噴壓法襯里質(zhì)量好,砂子失落量小;在設(shè)計施工上,應(yīng)嚴(yán)格遵守給水工程設(shè)計施工規(guī)范,如給管道與其它管(尤其是排水管)交叉時,要保證規(guī)范要求的最小間距,與自備水源或非飲用水管道連接時,應(yīng)采取空氣隔斷裝置等措施,防止飲用水的污染;由于環(huán)狀管網(wǎng)比樹狀管線水質(zhì)條件好,如經(jīng)濟條件許可,管線盡可能采取環(huán)狀,即使采用樹狀,管線也不宜太長,以免末端滯水,如果管線延伸太長,應(yīng)考慮在中途加氯和定期沖洗;泄水閥安裝位置要合理,不要淹沒在水中;減少管道集水機率,減少管內(nèi)流向、流速的劇變;管道安裝或搶修完畢后要徹底沖洗消毒;打水鉆時,施工要小心,防止管道碎片落入管中;禁止用泵直接從管網(wǎng)抽水,確需加壓時,最好增設(shè)蓄水池,以免管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓,使污物浸入;在維護管理方面,對使用年限太長的供水管道進(jìn)行更新改造或刮管涂襯,其次定期沖洗管道,對管網(wǎng)末端沖洗周期一年不少于一次,整個系統(tǒng)每兩年進(jìn)行一次、通過管理措施使水質(zhì)不再受到污染。 3、完善二次供水設(shè)施的設(shè)計與施工,加強管理。 在設(shè)計施工方面,改進(jìn)水池(箱)的工藝結(jié)構(gòu),避免了出現(xiàn)死水區(qū),使水形成推流式流動狀態(tài),并保持一定流速;消防水池(箱)與生活水池(箱)宜分開建設(shè),如果合建可采取隔離措施,生活用水部分可進(jìn)入消防系統(tǒng),但消防系統(tǒng)水不可進(jìn)入生活水系統(tǒng),消防水的衛(wèi)生問題可通過定期排放用于它用,以定期更新;生活水池(箱)容積不宜過大,以滿足一天用水量的40-60%為宜;進(jìn)、出水管的設(shè)置要合理,進(jìn)水管要設(shè)置水位控制閥,盡量不要設(shè)溢流管。在材質(zhì)方面,水池一般多為水泥材料,內(nèi)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規(guī)章制度,建立二次供水管理體系,會同衛(wèi)生防疫部門,加強水質(zhì)監(jiān)測,監(jiān)督用戶對水箱、水池進(jìn)行清洗、消毒,每年不少于一次,建立二次供水設(shè)施檔案,健全周期監(jiān)督管理制度。通過措施有效解決二次供水中水質(zhì)污染問題。 4、合理加氯。 在保證消滅水中細(xì)菌、病毒和其他微生物的前提下,應(yīng)盡量降低氯的投加量,加氯點盡量往后道工序移,在設(shè)施上盡可能實現(xiàn)多點加氯,為了有利于保持管網(wǎng)的余氯,可使出廠水余氯呈氯胺狀態(tài),和出廠水充分混合,保持30分鐘以上的接觸時間。同時要增強水質(zhì)檢測手段,加強對出廠水氯含量和管網(wǎng)余氯量的連續(xù)監(jiān)測,如管道過長余氯不足時,要考慮中途加氯,此外,當(dāng)水中鐵、錳含量高時,不宜用氯消毒,以免其析出造成黑褐色水,提高加氯自動化程度,這是實現(xiàn)合理加氯的關(guān)鍵。 5、加強管網(wǎng)水質(zhì)的測定和預(yù)測。 為了掌握管網(wǎng)水質(zhì)變化動態(tài),自來水公司應(yīng)對管網(wǎng)采樣點設(shè)置余氯連續(xù)測定儀、濁度測定儀、細(xì)菌測定儀,超過一定數(shù)值就報警。目前水質(zhì)預(yù)報軟件已經(jīng)問世,它根據(jù)生物可降解有機物、細(xì)菌、余氯、pH值、水溫等參數(shù)與水質(zhì)變化的關(guān)系,可以預(yù)報管網(wǎng)中的余氯、細(xì)菌等指標(biāo)的變化,為改善管網(wǎng)水質(zhì)提供決策依據(jù)。
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