試談世紀先進自來水廠原理設計

1原理設計基本原則從人類最初的簡單沉淀凈水方法到傳統(tǒng)的水處理工藝，乃至發(fā)展到現(xiàn)在的飲用水深度凈化，每次飲用水處理技術(shù)的發(fā)展與進步，都與水源污染的加重和隨著人們生活水平的提高對飲用水質(zhì)要求及相應的標準不斷提高密切相關。近一個世紀以來,由于科技與工業(yè)的迅速發(fā)展，人工合成的化合物已達到3500萬種。這在提高生產(chǎn)力、消滅蟲害、減少疾病和方便生活等方面發(fā)揮了巨大的作用，但同時也使大量含有各種有毒、有害物質(zhì)的工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)處理或只經(jīng)部分處理便排入天然水體，直接或間接地造成了飲用水水源的污染。從《中國環(huán)境狀況公報》公布的污染狀況來看[1]，我國飲用水源污染主要是以COD和BOD5為代表的有機污染。到目前為止，全世界已在水中測定出上千種有機化合物。在美國，水中鑒定出767種有機化學污染物，其中109種為致癌、促癌和致突變物質(zhì)。在英國的河水中鑒定出324種有機化學污染物。我國上海黃浦江水中有機物含量達400多種，吉林第二松花江測出有機化合物317種。目前我國飲用水處理仍以去除懸浮物、濁度和病原微生物的常規(guī)處理工藝為主，并以出水的濁度、色度和細菌總數(shù)為工藝控制的主要目標。對于水質(zhì)良好的水源，傳統(tǒng)的水處理工藝可獲得安全合格的飲用水，但隨著水源水污染的加重，傳統(tǒng)的處理工藝并不能有效去除水源中的致癌、致突變等有害物質(zhì)。如果水中含有較多的有機污染物，經(jīng)過加氯消毒后，會產(chǎn)生多種消毒副產(chǎn)物。目前在氯消毒后的飲用水中已經(jīng)鑒定出了500多種消毒副產(chǎn)物，其中有相當一部分是具有致突變、致癌和致畸作用的。另一方面，隨著分析方法和手段的不斷完善，衛(wèi)生學和毒理學研究的不斷深入，飲用水水質(zhì)標準中規(guī)定的檢測項目也在不斷增多，限值不斷嚴格。因此采用傳統(tǒng)的飲用水處理工藝已經(jīng)不能滿足當前人們的飲水安全要求，新的處理工藝和技術(shù)（包括預處理和深度處理在內(nèi)）不斷涌現(xiàn)。我國的給水處理技術(shù)研究與世界發(fā)達國家相差不大，但實際的自來水廠運行和供水水質(zhì)與發(fā)達國家相比，仍有不少差距。我國與世界先進供水技術(shù)的主要差別有：1）水源保護差，水中有機物數(shù)量和濃度高；2）現(xiàn)行的飲用水標準低，不夠完善；3）預處理工藝較落后，有機物的去除效率低；4）很少采用深度處理工藝；5）自動化水平和管理水平較低，有些水廠即使引進國外先進的自動化設備，也難以長期正常運行，很大的原因是管理水平低下造成的。進入21世紀，我國已進入全面建設小康社會并加快推進現(xiàn)代化建設的新階段，這也要求和必將帶動飲用水處理行業(yè)迅速發(fā)展。因此在我國建設具有現(xiàn)代先進水平的自來水廠，對于提高供水水質(zhì)，保障人們健康，提高生活質(zhì)量和推動給水工業(yè)發(fā)展都有重要的現(xiàn)實意義。同時，隨著我國加入世界貿(mào)易組織，給水工業(yè)與世界接軌之勢已不可阻擋，為適應在此領域中的國際競爭，建設現(xiàn)代化先進水平的自來水廠也是十分必要的。分析總結(jié)現(xiàn)有經(jīng)驗，筆者認為一個現(xiàn)代化的先進的自來水水處理廠應該具備以下一些特點：·具有優(yōu)良的出水水質(zhì)；·具有先進、合理、靈活和適應性強的凈水工藝和技術(shù)；·具有很高的自動化水平，包括監(jiān)測、控制、預警，并且安全可靠；·具有現(xiàn)代化的管理水平。21世紀先進自來水廠的原理設計即應以此為目標。2水質(zhì)目標和水源水質(zhì)一個現(xiàn)代化的自來水廠最重要的就是為用戶提供優(yōu)質(zhì)的符合健康要求的安全飲用水，因此在水廠設計之前就應該確定該水廠的出水水質(zhì)目標。這個目標應主要根據(jù)現(xiàn)行的水質(zhì)標準來確定。進入20世紀90年代以來，隨著微量分析和生物檢測技術(shù)的進步，以及流行病學數(shù)據(jù)的統(tǒng)計積累，人們對水中微生物的致病風險和致癌、致畸、致突變有機物、無機物對健康的危害，認識不斷深化，世界衛(wèi)生組織（WHO）和世界各國相關機構(gòu)紛紛修改原有的或制訂新的水質(zhì)標準。目前，全世界有許多不同的飲用水水質(zhì)標準，其中具有國際權(quán)威性、代表性的有三部：世界衛(wèi)生組織（WHO）的《飲用水水質(zhì)準則》、歐盟（EC）的《飲用水指令》以及美國環(huán)保局（USEPA）的《國家飲用水水質(zhì)標準》（下稱“三大標準”）。其他國家或地區(qū)的飲用水標準大都以這三種標準為基礎或重要參考，來制訂本國國家標準。建國五十多年來我國的水質(zhì)標準頒布了4次，標準中的水質(zhì)項目從開始的16項增加到35項，每次標準的修改制定都增加了水質(zhì)檢驗項目和提高了水質(zhì)標準。現(xiàn)在執(zhí)行的是1985年經(jīng)衛(wèi)生部修改批準的《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749－85）。1993年國家建設部又根據(jù)中國自來水協(xié)會對全國100多個城市調(diào)查研究的情況，制定了城市供水行業(yè)2000年水質(zhì)指標88項，將供水企業(yè)分成四類，分別提出不同的水質(zhì)目標和檢測項目。88項水質(zhì)指標基本是按歐共體和世界衛(wèi)生組織80年代的標準制定的。2001年，我國衛(wèi)生部又頒布了《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》，共有103項，包括34項常規(guī)檢驗項目和69項非常規(guī)檢驗項目，同時也頒布了飲用水源水質(zhì)規(guī)范，有65個項目。建設部和衛(wèi)生部的這兩個文件的提出，說明了原有《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749－85）已不能適應人們安全健康保障和經(jīng)濟發(fā)展水平的要求，我國應及早修改和制定新的、統(tǒng)一的飲用水水質(zhì)國家標準。如果將我國飲用水水質(zhì)標準與一些國際上重要的標準相比，差距是明顯的。與國際三大水質(zhì)標準相比，我國的水質(zhì)標準，不論從項目的數(shù)量上，還是項目的指標值上都有較大的差距，具體總結(jié)如下[2～7]：嚇(1)軟無機物指聞標方面差別障不是很大，表但三大標準伐均列出了津亞硝酸鹽這肥項重要的指奔標，而我國霉卻未規(guī)定。遺亞硝酸鹽能健使人體血居液中正常的本亞鐵血紅蛋伴白氧化變成唱高鐵血紅形蛋白，失去少血紅蛋白在喜體內(nèi)輸送氧踩的能力，巨出現(xiàn)組織缺筍氧的癥狀。川有人認為亞敬硝酸鹽還可忌與仲胺結(jié)合松轉(zhuǎn)變生成具附有致癌性的炎亞硝胺類物鳳質(zhì)。世界衛(wèi)木生組織規(guī)定梢亞硝酸鹽N粘O2-不應供大于3mg尺/L（折合米NO2--賠N為0.9及1mg/L姓）。現(xiàn)在我罵國很多以水塌庫水為原水套的地區(qū)，每朵年3～5月雞氨氮較高期矩間，處理后戰(zhàn)的水中往往孫亞硝酸鹽值大偏高，若不業(yè)予以高度重狹視將對健康質(zhì)有所影響。援表1它我國現(xiàn)行飲攔用水水質(zhì)標傾準（GB5窗749—8窗5）與國際愧三大標準的慚差距論Tab魄le1式Theg序apsb削etwee害ndri秀nking廟wate王rqua蟲lit礙ysta請ndard描of斷China賽(GB5悼749-8槳5)an皮dthe覺typi局cal墳inter按natio只nald高rinki至ngwa菌terq咱uanli著tyst痰andar被ds粉水質(zhì)標途準項目來中國生活窄飲用標準(熔GB574饑9—85)溪中國一類禾水司水質(zhì)標孕準(200牙0規(guī)劃)短生活飲用水坑水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)培范(200零1)WH軋O《飲用水濱水質(zhì)準則》郵(1998消)歐盟《是飲用水水質(zhì)司條例》98象/83/E謎EC美國君最新飲用乓水水質(zhì)標準乳(2000翅)亭無機物蓬指標10墳221釋719織1316順箏有機物采指標歌324膠23亂319喬35鄰農(nóng)藥尊292開540蜂219唱消毒劑則及消毒副產(chǎn)本物14躺132定827區(qū)不感官性車指標14后221挎931緣1515貝劇微生物歌指標3偏5涉425儀7燭放射性絹指標2蘇222記24訂總共秧3588酸103膚1424朋8101織歪(2)銷我國不少搬地區(qū)的水體在以有機污染渡為主，但從改我國的水質(zhì)鄭標準來看，號有毒有害物片質(zhì)項目偏少賀，在碎已列出的項父目的指標值飛中有的要求鑼過低。水中和的有毒有害鄰化學物質(zhì)，反主要包括重鼻金屬、有機紡物、農(nóng)藥、幣消毒列劑脹及窩消毒副產(chǎn)物扁，它們涉及倒到有關三致佩（即致突變膜、致畸、致匆癌）的問題協(xié)，對人體健透康的危害很紗大。根據(jù)我悔國的水源水患質(zhì)特點，以騾及我國自來體水廠常用的參處理工藝，月與三大標準長相比，在有據(jù)機物與消毒磚劑及消毒副先產(chǎn)物方面，面我國標準中徐主要缺恐少TOC、付溴酸鹽和二呼氧化氯等幾理項關鍵性指杯標。目前，凳世界衛(wèi)生組譜織已將“藻鄙毒素”作為轉(zhuǎn)一項標準正舌式納入《飲歷用水水質(zhì)準臘則》，引起售了世界各國束的高度注意譽，我國衛(wèi)生雜部頒布新規(guī)閥范里也列入斑了“微囊藻嬌毒素”這項祝指標。對于扇農(nóng)藥，我存國新規(guī)范與影舊國家標準淺相比，項目救大大增加。折其中，作為奉有機物的綜技合性指標，榨TOC比較飲科學，但T殃OC值可需要儀器測稻定，設備價禮格昂貴。從占我國實際考甚慮可將CO暫DMn作為滿暫時性的水菠質(zhì)指標，因涉其測定所用絹設備簡冷單，分析測擋定方便透，無須復雜圣的技術(shù)，一站般水廠分析昨人員都可測添定。另外，伸我國主要是踏用氯作為消躺毒劑，并在膊管網(wǎng)中保持把一定的孟余氯，以保湊證消毒的效浴果。我國國恢家標準中對豈其要求是在恥與水接觸3尤0min后斃應不低于0倡.3mg/年L，管網(wǎng)末雅梢水不應低博于0.05當mg/L。耐隨著我國水異源污染的加雕劇和臭氧、偽二氧化氯等樸消毒技術(shù)的骨興起，應該營考慮總?cè)u朝甲烷（T薪HMs）、劑溴酸鹽、二硬氧化氯、亞科氯酸鹽和鹵架乙酸等在飲系用水中的存呀在和控制問靜題。新的飲道用水規(guī)范也本列入了撲上述幾項指兩標，但其限抄值與美國等孤相比仍有一陸定差距。貌(3)級感官性指傅標一方面可慎以指示水質(zhì)掠污染的程度看，另外也是寺用戶對水質(zhì)臨的直接評價公對象，達到蔬用戶可接受梅程度是必須使的。我國的梢感官性指標半項目和指標暈值，與三大遼標準相可比，差別不附是很大，但寒在嗅味的要懷求上還是有秩一定的差距斬。濁度本身砌屬感官性指趴標，但它是法一個重要的良運行性指標揪。降低濁度裹的同時也降背低了水中的呢細菌、大腸壞菌、病毒、濱賈第蟲、隱洲孢子蟲、三者價鐵、四價戒錳等，加注鑒混凝劑后也林能降低部腫份有機物，世包括形成加驢氯副產(chǎn)品的盛母體腐殖酸塌、富里酸。利我國最新的琴生活飲用水敬水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)豈范和WHO維對濁度推的要求一樣汽，不能超過睜5NTU，浩但平均值<醉1ntu。兄美國水質(zhì)標液準任何時候卡不得超過5死ntu，濾東后水濁豈度<1nt憂u，其謊中95％以帽上水樣<0御.5ntu抵。日本快適阿性指標則要梨求出廠水<映0.1nt閥u，管網(wǎng)水查<1ntu惑。嗅味像作為近些年傲來用戶投訴盒的重點越來兵越引起供水鍛部門的重視貝。我國在嗅勒味的控制措賤施研究上做恨了大量工作爹，但嗅味的檢標準還只規(guī)月定達到用戶都能接受的程寇度，只是用悲無異嗅異味讀來表述，缺算少數(shù)量上描迫述，這使嗅辦味的控制和蔥產(chǎn)生嗅味物瓣質(zhì)的去除嬸缺乏明確的回目標。而世民界上很多國坡家都已對嗅辰味做了量化鹿規(guī)定，如美客國，嗅閾值剪為3ton陳；德國，稀河釋倍數(shù)疏為2（程12兵℃升）、3（段15揀℃嗓）。煙(4)飾在微生物爹項目和指標劫上，我國衛(wèi)安生部新規(guī)范噸規(guī)定了細菌跨總數(shù)、總大蔥腸桿菌和糞耕大腸桿菌三涌項。與發(fā)達旦國家相比，墓我國在這方詢面的研究還但相當不夠。寬近些年來，侵根據(jù)流行病鐵學的統(tǒng)計，這賈第蟲程、隱孢子蟲蠢已成為介水奉疾病重要致低病因子。美壽國、英國和偽澳大利亞等途國對賈第蟲它、隱孢子蟲岔等致病原生護動物作了大責量研究，在斑檢測計數(shù)方盼法以及滅活沸措施上都取連得較大進展嫌。我國在以尿后的水質(zhì)標際準改進中也漁應強化微生戰(zhàn)物指標，重誓視致病原果生動物對人豆體健康的威宏脅，將降低斷腸道病的風閉險率作為我運們的重要目謀標。什我國飲競用水水源質(zhì)吳量的形勢是蒙相當嚴峻的貍。在這樣的客情形下，提麗高我國的供膨水水質(zhì)是當思務之急，而默保證供水水從質(zhì)的重要手朽段就是嚴格禽制訂和強制竭實施水質(zhì)標殊準。從我國哥的國情出發(fā)弊，水質(zhì)標準飛的發(fā)展方向唱可歸結(jié)為以蘆下幾個方面至：蘋表2所原理設計水鐘廠出水水質(zhì)住立Tabl揭e2T旬heef敵fluen篩twat洲erqu育ality蔑oft無hist壟heore濟tical她desi筒gn鳳常規(guī)檢您測項目原買理設計出水欣水質(zhì)中國登《生活飲用海水水質(zhì)衛(wèi)生缺規(guī)范》（2懼001）貪W購HO《飲用壘水水質(zhì)準則堂》(199疲8)歐盟喂《飲用水水央質(zhì)條例》9捷8/83/少EEC美餡國桌最新飲用水垃水質(zhì)正標準(20蔽00控)輕色1鋪5色度不碗超過15度價，并不得呈胖現(xiàn)其他異色脫15TC嫌U用戶可摧以接受且無郵異味—在渾濁度診0.5燭不超過l度腰(NTU)籠，特殊情況挽下不超過5擇度(NTU負)51刮.00.趙5刊臭和味網(wǎng)不得有異日臭、異味暢不得有異臭拐、異味—啄用戶可以廊接受且無異臺?！纏H儲6.5～8楚.56.顏5～8.5隊6.5～船8.56弊.5～8.瘡56.5工～8.5壤鋁/m攻g/L0疤.20.美20寸.20.勒22負鐵/mg/計L0.3論0.3宅0.30伯.20.雜3恨錳/m攏g/L0喚.術(shù)10.1申0.1奸0綢.050痰.05酬銅/m外g/L1昌.01.菠01.0晝2.0礎1.0弄鋅/m綱g/L1悠.01.神03—汪5秤硫酸鹽援/mg/L粉250她2504際0025彈025牽0句氯化物裕/mg/L會250辦2502染5025旋0250濫羅溶解性辮總固體/m競g/L1假0001逮0001議000—遙500宮耗氧量航(以O2計患)/mg齒/L3,隸特殊情況合下不超過5綱3,邪特殊情況舒下不超過5療—5.扁0—純砷/m院g/L0絕.020唇.050宜.010翅.01鞠0.05置伸鎘/m緣g/L0爸.003灑0.005大0.00恭30.0匙050.柱005需鉻(六謝價)/m拍g/L0卡.050腔.050爛.050屠.050形.1區(qū)氰化物墾/mg/L宅0.05啊0.析050.勸070.咽050.界2度氟化物哄/mg/L逃1.0蒜1.01溝.51.度54.0碧迎鉛/m熟g/L0悅.010爛.010莖.010兆.010訪.015耍汞/m喂g/L0衣.001轎0.0走010.縫0010柱.001敢0.0快02睜硝酸鹽赤(以N計)信/mg/L記202滴011.諒3此11.3壘10潤亞硝酸析鹽（以N計還）/mg/廊L3（短宿時間）0.翻2（長時間用）—3門（短時間）用0.2（長陡時間）0舌.151鄰附溴酸鹽講/mg/L歡0．02題5—0米．025輩0．01清0.01猜文硒/mg必/L0.絮010.瞞010.器010.梅010.路05橡四氯化萍碳/mg/泊L0.0派020.憤0022符0言氯仿/衣mg/L怪0.06律0.06伯0.20胸.10蟲細菌總謠數(shù)/CFU昆/mL1雖0010遷0—無牽異常變化賓—?？偞竽c好菌群每1啟00mL水億樣中不得檢喪出每10異0mL水樣釀中不得檢出鹿在任意1犁00mL水踢樣中檢測不趁出0個/盤mL0跌游離余執(zhí)氯在與水頸接觸30分稼鐘后應不低其于0.3m箭g/L，管下網(wǎng)末梢水不緊應低0.0復5mg/L舉(適用于加波氯消毒)旁在與水接觸聚30分鐘后無應不低舉于0.3m捧g/L，管剃網(wǎng)末梢水不奴應低于0.晨05mg/旁L(適用于糞加氯消毒)婦接觸30模分鐘后，自言由氯應>0購.5mg/黎L?！啤L總α放嶄射性0.陳5(Bq/熟L)0.候5(Bq/秤L)0.倆1缸—0叛總β放應射性1(來Bq/L)守1(Bq社/L)1責—0貨(1)耗我國水質(zhì)秒標準提高的白首要目標是團加事強微生物學鄭指標?，F(xiàn)在敞，很多研究哀關注于加氯炎后貍引起的氯仿云等消毒副產(chǎn)聾物，這無疑蚊是十分重要遺的，但我們戰(zhàn)更應對微生魄物的人體健險康風險給予丈高度重視，鏟其中隱孢子各蟲等腸道致言病原生動物麗及軍團菌等特細菌和病毒赴應作為研究她的重點。弱(母2)對有非毒有害物質(zhì)為指標應繼續(xù)關重視，制訂蛾標準應更為擠嚴格。如無弱機砷，我國腿標準規(guī)定為掀50μg/眾L，而WH夕O、EC及雀美國的指標舟值均為10則μg/L，掀應根據(jù)我國騾的實際情況峽進行適當調(diào)叫整。應加強增對消毒劑咳與消毒副產(chǎn)鴿物的研究，偶嚴格控制消姿毒副產(chǎn)物的幅產(chǎn)生，關注右總?cè)u甲烷抄（THMs遲）、溴酸鹽抖、二氧化氯轟、亞氯酸鹽緊和鹵乙酸等羨幾項關闊鍵指標。袖(3)發(fā)應從對健旨康的影響來框理解和認識繳感官性指標衡。如濁度，望雖然很多國歸家將其列入戲感官性指標恩，但更重要檔是將其作為勾一項運行性蚊指標，對細創(chuàng)菌、大腸菌滲、隱孢子蟲躲、三價鐵、板四價錳、富鼓里酸等污染既物的存在和藥去除，具聚有指示作用害。美國對濁堡度控制相當陷嚴格，將其郊列入微生物臥學指標，規(guī)油定也從現(xiàn)在羽的0.5N搞TU（95現(xiàn)%合格率）謠提高到0.瓦3NTU（球2002年截執(zhí)行），這俊主要是從控塑制微生物風煉險來考慮，株而不僅僅是殺感官性狀野。另外，還紀應該量化嗅泄味指標，以矮嗅閾值取代態(tài)現(xiàn)有標準的滔規(guī)定。暢(4)艱在制訂水砌質(zhì)標準中要葬開展風險效皮益投資分析堅。在飲用薦水水質(zhì)標準拿的制訂和修駁改中，確定范目標后，列吸出須增減或離修改的項郵目，作詳細奉調(diào)查，要弄偉清調(diào)整指標懼可能取得的選效益和降低扭的風險，提逆供改善指標花的可行凈水迎措施并進行散效益和投入譜的分析，這肆樣制訂的標撥準才更合理絕，更具可行哨性和科學性疲，更能適合拒于現(xiàn)階段我援國國情。淺(5)笛在水質(zhì)標勝準中制訂分勺級水質(zhì)目標攔，使標準既腰具先進性又售有可操作性浸。我國幅員捧廣大，水源寬條件差異很盜大，地區(qū)經(jīng)毅濟發(fā)展也不螞平衡，從《控建設部20鈴00技術(shù)進星步規(guī)劃》講水質(zhì)目標的奪執(zhí)行情況來似看，以國家乎現(xiàn)行水質(zhì)標緩準和當時的峽EC指令為頭基礎把全國別的自來水公旦司分成4類哄，制訂各自勸的水質(zhì)目標呀是可行膽的，對我國非飲用水水質(zhì)克的提高起到然積極的推動領作用。隨著樹近年來我國誕特別是珠江狠、長江肥三角洲等沿晝海地區(qū)經(jīng)濟某的迅猛發(fā)展呢，經(jīng)濟發(fā)展宅和居民收入核水平成為提歪高水質(zhì)的直莖接推動力。摩過去帶有計洞劃經(jīng)濟色彩枝的，按照供誼水水量和城艇市地位劃分繁水樣司的方式已膨不再適應新滅形勢的要求昌，以葬GDP猾和其他芳相關經(jīng)濟指煎標對水司重驕新分類，制握訂分級水質(zhì)別目標，則是墻在市場經(jīng)濟時條件下，通師過國家立法警，引導供水雀企業(yè)提高供俘水水質(zhì)的必答然選擇。常根據(jù)以線上對發(fā)達國開家水質(zhì)標準饒的分析和比倚較，明確了舊當前國際上瓦先進的飲水蹲水質(zhì)標準。霉2001年股，我國衛(wèi)生榴部頒布了《厚生活飲用水澆水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)旦范》，共有肥103項，淹包括34項古常規(guī)檢驗項吃目和69項創(chuàng)非常規(guī)檢驗叛項目。本原魂理談設計的目標趕水質(zhì)將以此代衛(wèi)生規(guī)范為隱基礎，再根辯據(jù)國際的飲毫水水質(zhì)標準譽，做一些改摘進，使出水咐水質(zhì)處于世紐界先進水平異。表2列出樂了本原理設章計的出水水贊質(zhì)要求（未蘆列出的指標犁值均與20蕩01年衛(wèi)生禁部頒布的《鉛生活飲用撿水衛(wèi)生水質(zhì)咽規(guī)范》一致麗）。表中還梁列出了衛(wèi)生員部規(guī)范及國胳外三大標準攏的對照值。梨由于不型同的原水水欠質(zhì)需要采用脂不同的工藝頑來處理才能慶達到上面所伐提出的出水齡水質(zhì)要求，松因此調(diào)查、弱了解和分析稅我國主要城轎市的飲用水遞水源——主廣要江河湖庫械的水質(zhì)情況徐是十分必要磁的。移從國家聞環(huán)?？偩职l(fā)什布的《20個03年中國看環(huán)境狀況公徹報》可以看循到，我國七艘大重點流域恭地表水稿有機污染普吸遍，各流域副干流斷面滿晃足地表水三手類及其以上儀水體水質(zhì)要航求的僅為3器8.1%，女主要超標的察污染指標為能高錳酸鹽指園數(shù)和氨氮；生主要湖泊富怪營養(yǎng)化問題鞭突出，如太笨湖、滇池、銷巢湖等，氮栗、磷、高錳烏酸鹽指數(shù)臣嚴重超標；慎我國許多主效要地表水水壁源中藻類的販含量一般都脹比較高，不扶同藻類產(chǎn)生屠的藻毒素的原類別與毒性迅問題等較為沾嚴重。全國換多數(shù)城市地嶼下水受到一話定程度的點匠狀或面狀污趴染，部分水溜質(zhì)指標超標裹，主要有硝摩酸鹽、亞硝劃酸鹽、氨氮去、總硬度、曠鐵錳等。從巖上面的污染流情況的分析齡可以看到，釀我國的飲水法水源中具有鍛普遍意義的應主要污染物留有：各種有級機物（包括慈合成有機物窩）、劈氨氮和藻類乳等。碧本文收貢集和整理了件全國18個費城市的32衛(wèi)個主要飲水孕水源水庫共柳21個月的弓水質(zhì)數(shù)據(jù)，傻結(jié)果如表3姥所示[8-刃9]?，F(xiàn)從以上拘分析可以看克出，相當部似分的飲用水抱水源水質(zhì)不驗容樂觀，不渴同地被區(qū)的水源水惑質(zhì)差別比較雜大，有的水襪源水質(zhì)已經(jīng)摩不能滿足地投表水飲用水周源的水質(zhì)標漿準，需要經(jīng)哄過適宜的預名處理才能重公新作為飲用雙水源。槽3處野理工藝芹針對面逼臨的水源污蕉染現(xiàn)實，一存方面應積極板采取措施來方控制污染的舅進一步發(fā)展材，另一方面突也需要采用塘新的水處理龍技術(shù)，包括殖預處理和深主度處理技術(shù)臟來保證處理轉(zhuǎn)后水質(zhì)達到雄國家的飲用灑水水質(zhì)標準源。對于不同還的水源水咱質(zhì)就需要采挎用不同的處鐘理工藝，以龍達到經(jīng)濟高獨效的目的。獎以下結(jié)合我土國目前水源六水質(zhì)的特點托，舉例說明劫三種可考慮使的處理工藝騰。齒表3撤19個城市娘32個水庫爺2000年囑1月至20狹01年9月謙水質(zhì)情況普中Table跪3Th榴ewat抄erqu萍ality錦of3僑2res敞ervoi敬rsin頓19c燈ities歐betw教eenJ破an.2藥000a晨ndSe脹p.20惡01襪區(qū)域霸城市水庫束水質(zhì)級數(shù)警作12沃34給5劣5級斧猜華北冷北京密云薄水庫21頓耀太原遍蘭村水源地塘21倘天津叫潘家口甜水庫4氏143虛東北毀大連碧流勤河水庫1近65哲西南事貴陽阿哈怠水庫9柏111胸貴陽活百花湖2謹1匠貴陽電紅楓湖2烈1對重慶瞞江北區(qū)1屢20廉者重慶南停岸區(qū)7真131懼重慶承渝中區(qū)2阻19歉昆明欠松華壩水庫責165找皇西北畜蘭州魚口簽113洞24薪烏魯木揭齊烏拉泊兵水庫16尊5室西寧測北川塔爾禮21瞧西寧仆西納川2必1征華東熟南昌贛江彩青云16爸5夕青島顧產(chǎn)芝水庫階713鐮青島殃棘洪灘水庫錯8傻13稻青島鴿嶗山水庫琴147鉤南昌奪贛江朝陽終165爐南京膽夾江1塵191愈南京叉浦口3化18購合肥脾巢湖1維134樸3什合肥框董鋪水庫疏174愚嗽華南深圳嫌鐵崗水庫這813租渴深圳棍西瀝水庫戚192羞南寧鍛邕江上游標214糾5胞海口慶南渡江龍?zhí)琳蓧?1薪華中恢長沙湘江智猴子石1洞191撲準武漢鴨長江余家頭盲134介31慌武漢游漢江琴斷口幟173撕1成武漢芳漢江宗關側(cè)115笑41咬注：徑表中數(shù)據(jù)為陜水質(zhì)為某一君級別的月數(shù)仆。冤(1)則對于水庫怎水來說，其寸水質(zhì)特點是撿濁度低，有眾機物濃度較燙低，但同時元可能會有一粗定數(shù)量的藻冰類，因此對許于這類水質(zhì)仁的原水，不柴必采用傳統(tǒng)復的混凝沉淀籠過濾工藝來物處理餡。針對低濁翻度的特點，羅采用微絮凝具深床過濾的累工藝就可以肝使出水的濁躬度達到飲用達水水質(zhì)標準能，如圖1所在示。對于藻肝類的去除采趙用了預加臭些氧氧化的工譽藝，這樣即獎使水源水中秩含有少量的撇有機污染物條，也不至于簡因為加氯氧膽化而產(chǎn)生后銹續(xù)工藝難以欲去除的消毒伙副產(chǎn)物。在什此工藝中的逮微絮凝工藝砌與常規(guī)的混船凝反應池不儀同，采用了暴水渠混合反走應配以機械遮攪拌的方法完使水在進入幕濾池渠前，形成顆績粒尺寸合適毅、具有一定撕強度的微絮型凝絮體。這避種工藝采用姻了特殊的水悅渠結(jié)構(gòu)，充君分利用水渠猜的水力混合率條件，使得運進入濾池時性的絮體顆粒鐘在濾池中得砌到充分地去谷除，保證濾同池出水的濁我度達標。對爛于消毒，惠采用了臭氧撿消毒和氯氨奶消毒配合使選用的工藝。稻濾池出水后純先經(jīng)過臭氧輝消毒，使前菊臭氧氧化工猾藝中未能去忘除的有機物奏進一步被氧沫化，同時殺鑒滅水中的細螞菌和病毒。搬由于臭氧消慨毒沒有持續(xù)牧性，不能保棍證管網(wǎng)末梢緒的殺毒能力后，因此在臭賭氧消毒的基劇礎上又進行史了氯氨消毒愿。在臭氧消抓毒過程中已圾經(jīng)去除了消輪毒副產(chǎn)物的墾前體有機物傳，因此在臭誦氧消毒后加侄氯消毒，從兔消毒副產(chǎn)物倡的情鑄況來看是比插較安全的，笨同時氯氨消檔毒具有很強朽的持續(xù)殺菌慘能力，可以野保證管網(wǎng)末啊梢的余氯在逼飲用水水質(zhì)花標準范圍內(nèi)添。從一個城孝市的供水系趟統(tǒng)來說，由想于該工藝耐綁沖擊負荷的箱能力比較弱畜，因此建議么整個城市供涼水系統(tǒng)中津采用該工藝暗的水廠處理林能力不應超賀過城市總供完水能力的5檢0％。另外候，如果在水圈源水中已經(jīng)之檢測到有賈府第蟲、隱孢螞子蟲等腸道勾致病原生動木物，則投加涂混凝劑與混些凝沉淀過程痕仍是不可缺毛少的[10集]。銅(2)好對于微污槳染的水源水除，其水質(zhì)特娃點是原水中襪的有機污染截物濃度較高妄，采用常規(guī)線的飲用水處執(zhí)理工藝很難朵去除，而且熟在采用氯消抵毒時，將產(chǎn)遼生大量的消顧毒副產(chǎn)物案。因此根據(jù)則這樣的水質(zhì)鉆特點，提出煉了在常規(guī)處辦理工藝上增跳加預處理和臟后處理工藝氏，如圖2所稈示。預處理錯工藝采用了榜生物接觸氧秋化技術(shù)，這厚種生物處理動技術(shù)可以有翁效地去除水羞中的有機物捐，使原水中謎的有機物在肆進入水廠耀處理之初就危得到有效地碑去除。水廠縣的主處理工需藝采用常規(guī)逢的混凝-沉示淀-過濾工萍藝。在混凝出前加臭氧預纏氧化，可以浪進一步去除瓦水中的有機畝物，以及殺忠滅水中的細鳳菌和病毒，億并提高后續(xù)淺的混凝沉淀適效果，同時利可以防止微含生物在混凝沃反應池、沉蛇淀池和濾池版中的孳生。皇濾池出水后晶的消毒方法啞和前一工藝君相同。但當默水源水有機暗污染比較嚴憲重的時候，比通過生物接痛觸氧化工藝蠢，以晌及二級臭氧嘗氧化后，仍拳然不能完全屑去除水中的盈有機物，在包這種情況下棉，為了使氯擇消毒前盡可伙能地去除水喪中的污染物隸，在第二級督臭氧氧化后預加入了活性狐炭吸附工藝紫?；钚蕴抗ろ椝嚳梢愿鶕?jù)蹲濾池出水的傘水質(zhì)情況來桑考慮是否鄭啟動:當謊水質(zhì)很好的蕩情況下，不皆啟動活性炭傍吸附工藝；恰當濾池出水蜓水質(zhì)較差時王，則啟動。誠通過這樣的備處理流程后搞，可以提供帶優(yōu)質(zhì)安全的蘋出廠水[1迷1-14]患。隙圖1排微絮凝深床怨過濾工藝流貫程圖稠Fig恥.1Th買eflo白wcha驢rtof匯the大proce傅sses罵ofmi蓬croc汽oau網(wǎng)gulat鳴ionp感l(wèi)usd速eepf愈iltra散tion收圖2帝預處理＋常卷規(guī)處理＋深裂度處理工總藝流程圖鞋F(xiàn)ig位.2Th愁eflo筑wcha篇rtof呀the上proce攪sses憑ofpr績etrea疏tment祝,tra撓nditi遭onal嫂treat康ment撥anda幟dvan痛cedt眉reatm漆ent挎(3)程膜技術(shù)：奸最近幾年膜遇技術(shù)在給水皆處理中得到巴了較快的發(fā)恭展。從技術(shù)隆上講，微濾蓋和超濾可以婚替代常規(guī)處擠理，納濾和變反滲透可以禽替代深度處鹽理，原水經(jīng)秘過膜處理后傅，可以有效吸地去除水中境的有機物，耍也就降低了叫氯消毒過程比中消毒副產(chǎn)們物產(chǎn)生的可幫能性，從出挽水的水質(zhì)來赴說，更具安耍全性。過去乖由于價格原賭因尚很少用占于城市水廠尋，近幾濫年來膜技術(shù)沖有很大進步改，價格也有圾較大下降。紹因此膜處理黎技術(shù)以其優(yōu)訪質(zhì)的出水，桂以及較大的楚降價空間已千經(jīng)越來越受并到飲用水工穗業(yè)界的重視晃。在國外已艱經(jīng)有較多的恩膜處理水廠鉆，一般以超弊濾和微濾水糾廠居多，而萌且處理規(guī)餓模也不大。竄現(xiàn)在膜處理哄水廠正向著棕大規(guī)模的納困濾水廠發(fā)展踏，已建成的歇納濾水廠已煮經(jīng)達到了1飾0幾萬t/彼d的規(guī)模。若但是目前就正國內(nèi)的水廠綿而言，除一淡些小型的海臥水、咸水淡宅化設備外，欠基本上還沒士有膜處理城淹市自來水廠職。鑒于膜處附理工藝的優(yōu)巷點，它將是糟我國21世肺紀水廠發(fā)展吧的一個方向茄。在本原理辮設計中根據(jù)膝不同的水源進水質(zhì)情況，懂提出了不同舒流程的膜處噴理工藝，如貫圖3蠶所示。當水脾源的濁度和派有機污染物代濃度較低的劫情況下，采阿用超濾工藝碗就可以使出執(zhí)水的水質(zhì)達役到本文提出旅的設計出水埋水質(zhì)；當原吵水的濁度相何對較高，尤亭其是有機物贊濃度較高的班情況下，僅疾采用超濾工捉藝是難以保參證出水水第質(zhì)的，因此除設計了超濾私＋納濾的處相理工藝，納佩濾后的出水統(tǒng)水質(zhì)相比與丸傳統(tǒng)處理工眉藝的出水要魯好得多，可嚼以有效地去手除水中的有見機物。由于橡膜處理后出恭水的有機物拉濃度很低，冷因此在消毒盤工藝中就不障再考慮臭氧痛消毒，而直臭接采用了氯組氨消毒工藝要，就可以保堅證消毒的安駱全性[15嫁-21]。販缺圖3趣膜處理工藝渣流程憲Fig處.3T影hefl狹owch警arto不fthe后proc藥esses情ofm舅embra賀netr益eatme捉nt紹4自蕉動控制劃實現(xiàn)水防廠生產(chǎn)過程遞自動控制的艙目的是：通的過提高水廠羞的自動化程嚼度來提高水綱廠的現(xiàn)代化聲管理水平與揀生產(chǎn)過程調(diào)故控能力，從至而提高水廠貓生產(chǎn)的社會疊效益和經(jīng)濟遲效益[21槐-26]。壟具體表現(xiàn)在迫以下方面：姿(1)柏水質(zhì)優(yōu)化封：通過自動容化控制系統(tǒng)否的調(diào)節(jié)，提設高供水水質(zhì)細的安全可靠嗓性，并降低手水處理系統(tǒng)澆的運行費用恐。例如在預耐處理＋常規(guī)番處理＋深度帖處理工藝中跡，可以根據(jù)獎常規(guī)處理出品水的水質(zhì)情喉況來控制活勞性炭工堪藝的關停，話當常規(guī)處理蒼出水水質(zhì)優(yōu)垂于水質(zhì)標準釋時，則控制臉系統(tǒng)自動關伸閉活性炭吸皇附工藝，反或之則啟動活搖性炭工藝。帝(2)父能耗優(yōu)化和：水廠是耗底能大戶。通提過自控系統(tǒng)距的調(diào)節(jié)，可碧以最大限度乳地節(jié)約能耗未。例如通過開對取水泵站驅(qū)和送水泵站疊水泵電機的籃調(diào)速控制，市使之按恒定袍流量或恒定石壓力方式運件轉(zhuǎn)，避免能姻量浪費，即忘實現(xiàn)能耗優(yōu)蟻化。又如可掌以根據(jù)濾池淹出水濁度及將原塊水水質(zhì)情況僑，控制系統(tǒng)紛自動調(diào)節(jié)沉捧淀池出水濁遮度目標，在片保證出廠水倒水質(zhì)合格的糾前提下，實遮現(xiàn)水處理系氧統(tǒng)運行的總接費用最低（囑藥劑費用、彈排泥水費、幕濾池反沖洗乖水費之和）遞。唱(3)蒜單體構(gòu)筑們物運行優(yōu)化惑：可戒以根據(jù)系統(tǒng)印總體運行條勵件要求（原磨水水質(zhì)、產(chǎn)羞水量等），釀各控制單元得對各個水處潮理構(gòu)筑物的認運行工況進匪行自動調(diào)節(jié)昂，通過改變黨投藥量、排洋泥工況、反粥沖洗周期及瞇時間等實現(xiàn)駕單個構(gòu)筑物縫在最優(yōu)工況普下運行。謝以上三怠種處理工藝哀的原理設計肚中均應包括暫有全廠的自霧動化控制系追統(tǒng)?？刹捎煤趸诂F(xiàn)場總遭線的以太網(wǎng)油控制技術(shù)實晶現(xiàn)全廠生產(chǎn)弟的自動控制騙，根據(jù)不同尾的控制要求邊分別無設立現(xiàn)場控員制子站。主新要的現(xiàn)場控呀制子站有：貧1)加藥泊現(xiàn)場子站，描可實現(xiàn)加藥桶、加氯、加吧氨的自動控發(fā)制，同時還舊可包括沉淀木池和反應池肺的排泥自動逝控制；2)嗓濾池現(xiàn)場究子站，主要缺實現(xiàn)濾池恒黑壓過濾和濾壽池反沖洗扛的自動控制朗；3)送瞞水泵房現(xiàn)場桐子站，可實興現(xiàn)水泵啟、陵停和運行的臨自動控制；鮮4)臭氧率投加現(xiàn)場子曲站，可實現(xiàn)即臭氧投加的喪自動控制。魂對于膜處理泡的自動控制淋現(xiàn)場子站，功則設超濾現(xiàn)渾場子站、納玩濾現(xiàn)場子站編、加藥現(xiàn)場填子站和泵房起現(xiàn)場子站。僻在自動控制抖的現(xiàn)場子站省和中央控制塌室中，都具雕有對設備和憲運行狀態(tài)的顛監(jiān)控，一旦專出現(xiàn)異常情漲況，則可以姥發(fā)出報警，印自動采取安艦全措虛施等。月5現(xiàn)凱代化管理瘡對于一國個大型的現(xiàn)奧代化自來水屋廠，即使其饅工藝是具有林先進性的，良工藝的控制妹是高度自動兄化的，但是帝如果沒有現(xiàn)引代化的管理某，也是很難倉使生產(chǎn)運行聲達到最佳的摟狀態(tài)。因此受采用現(xiàn)代明化的科學管秒理方法，是涌現(xiàn)代化水廠開優(yōu)化運行的堅前提條件。梯在具體列水廠的設計姑中應該考慮炮科學管理的乞內(nèi)容：包括云（1）水質(zhì)千檢測和管理格；（2）企旗業(yè)生產(chǎn)管理貸（制訂管理赴制度，建立衫管理機構(gòu)）捎；（3）供蓬水管理和服墨務以及（4滲）科研管理予（水處理工占藝和技術(shù)科榨研管理，自屠動控制管理剃，信息技術(shù)礎管理）等。鄙有了完善的與、科學的、析高效的管理爪手段，可以憤在為用戶提邪供康安全、優(yōu)質(zhì)謙的飲用水的泛同時，有效偉地降低水廠鍵的運行成本罵，創(chuàng)造更多稿的經(jīng)濟效益稠[27-2等9]。映6結(jié)及論滲通過以虹上對21世抗紀先進自來納水廠的原理紐設計的思考徑，可得到以貼下的幾點結(jié)花論和建議?？宙i1)現(xiàn)代內(nèi)化的先進自等來水廠應具西備的特點有帆：(1)纏優(yōu)良的出水暫水質(zhì)；(2梨)先進、砍合理、靈活璃和適應性強主的凈水工藝舞和技術(shù)；(末3)高度查的自動化水療平，包括監(jiān)濱測、控制、敞預警，并且鬧安全可靠；淋(4)現(xiàn)該代化的管理錄水平。托2)走在水廠處理米工藝的選擇農(nóng)前，首先要北充分收集和鄉(xiāng)分析水廠水誼源的水質(zhì)情乎況，要掌握疲長期的水源燭水質(zhì)，分析貫水質(zhì)的變化描趨勢，唇確定水源的黃水質(zhì)分類，冶在這基礎上瘡才能最終確新定水廠的處盜理工藝。鑼3)登在水廠的建授設期，至少謙應該有30譜％以上的水赴廠職工，尤泊其是生產(chǎn)和