給水處理理論與工藝

給水處理理論與工藝第一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日主要內(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)展望第二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日地球上水的總量1.361018m3淡水儲(chǔ)量?jī)H為3.51016m3不足全球總水量的3%易開(kāi)發(fā)利用的淡水儲(chǔ)量為4.01015m3，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(wèn)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)第三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日我國(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位每年因缺水而造成的經(jīng)濟(jì)損失約

2000~3000億元第四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日飲用水源水質(zhì)與飲用水標(biāo)準(zhǔn)第五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日第六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日飲用水水質(zhì)問(wèn)題微量有機(jī)污染物藻類(lèi)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）重金屬第七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日微量有機(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—

殺蟲(chóng)劑、塑化劑、雙酚樹(shù)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(lèi)的生殖系統(tǒng)，會(huì)提前或延遲青春期的時(shí)間。第八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日藻類(lèi)及其代謝產(chǎn)物—

我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類(lèi)過(guò)量繁殖，有些水體幾千萬(wàn)個(gè)/L—藻類(lèi)在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的藻毒素直接危害人體健康—

藻類(lèi)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)物第九頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日嗅味—

化學(xué)污染物引起的嗅味，如氯酚、硫化物等—

藻類(lèi)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)給水處理工藝去除第十頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日有機(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

第十一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日致病微生物—賈第蟲(chóng)(包囊，長(zhǎng)9-12μm),宿主有哺乳動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)—隱孢子蟲(chóng)(包囊，長(zhǎng)4-6μm),寄生于哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、—難以被水廠現(xiàn)行的氯消毒工藝滅活—引起流行病爆發(fā)（如美國(guó)）第十二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日有機(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)層第十三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日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)合性鐵錳第十四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日氨氮、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第十五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日

可生物同化有機(jī)物水消毒以后，細(xì)菌在水輸配過(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)第十六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日飲用水標(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)第十七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日衛(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)第十八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日飲水與健康據(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(lèi)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)凈化第十九頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日現(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(lèi)等）第二十頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日但常規(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第二十一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日

濃度低、危害大、去除難

飲用水源中微量有機(jī)物特點(diǎn)第二十二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日

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)第二十三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日城市水源保護(hù)和受污染水體恢復(fù)第二十四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日飲用水源保護(hù)

控制點(diǎn)源污染（工業(yè)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(lèi)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)第二十五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日常規(guī)處理工藝的強(qiáng)化措施第二十六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日強(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)第二十七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日強(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第二十八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日根據(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,混凝劑投量幾種混凝劑（具有不同水解速度）的組合混凝劑的優(yōu)選第二十九頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日投加助凝劑

3.聚合物

(天然或人工合成的)天然的:淀粉,甲殼素2.投加比重大成分或吸附劑膨潤(rùn)土:10to50mg/L粉末石灰石粉末硅粉末活性炭1?；罨杷酦a2O+SiO2

Na2SiO3 OH(-O-Si-O-)n OH--第三十頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日混凝條件的改善與高效混凝設(shè)備高效混合設(shè)備機(jī)械攪拌具有較大的適應(yīng)性，但對(duì)設(shè)備質(zhì)量要求高網(wǎng)格絮凝、折板絮凝等第三十一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日

數(shù)學(xué)模型法流動(dòng)電流PDA（透光率脈動(dòng)檢測(cè)）顯微攝像觀測(cè)混凝劑投量的自動(dòng)檢測(cè)控制第三十二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日預(yù)氧化措施除藻消毒除色分解嗅味有機(jī)物強(qiáng)化混凝(破壞有機(jī)物對(duì)膠體的保護(hù)作用)降解農(nóng)藥氧化鐵錳生物穩(wěn)定性第三十三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日可應(yīng)用于給水處理中的氧化劑第三十四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日目前能夠工程應(yīng)用的預(yù)氧化措施主要包括：臭氧氧化、高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化和投氯預(yù)氧化第三十五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧預(yù)氧化-原理O3·OH分解

H2O,O2H2O,O2直接氧化間接氧化NOMVOCsFe/Mn氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物第三十六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧預(yù)氧化（效果）可破壞有機(jī)物中不飽和鍵可將氨(NH3)氧化成硝酸鹽(NO3—)，在中性pH速度極慢有機(jī)物分子量降低、可生化性提高初級(jí)中間產(chǎn)物Ames試驗(yàn)陽(yáng)性,但在較高的臭氧投量下，致突變活性又會(huì)下降。第三十七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧預(yù)氧化效果（續(xù)）較低臭氧投量有利于助凝,投量過(guò)高不利于混凝溶解性有機(jī)物DOC濃度升高由于臭氧氧化,水中有機(jī)物羧基官能團(tuán)增多,濾后水中鋁(或鐵)總濃度升高(新修訂的96項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)中鋁的殘余濃度為<0.2mg/L)第三十八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧預(yù)氧化效果（續(xù)）能滅活水中浮游生物、細(xì)菌、病毒、孢子及一些致病微生物;在高濃度長(zhǎng)氧化時(shí)間下顯著滅活賈第蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)可進(jìn)一步提高常規(guī)給水處理除藻效果可去除嗅味，對(duì)含飽和鍵的嗅味去除作用有限第三十九頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧預(yù)氧化效果（續(xù)）破壞水中部分三鹵甲烷前質(zhì)，水中重碳酸鹽含量較高時(shí)效果好(直接氧化作用為主)將溴離子氧化成溴酸根和次溴酸根，后者易于與鹵代有機(jī)物前驅(qū)物質(zhì)作用生成危害性更大的溴代三鹵甲烷使水中三氯硝基甲烷的生成勢(shì)升高第四十頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日

高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化技術(shù)1982-1990年重點(diǎn)研究了高錳酸鉀除污染特性高錳酸鉀的強(qiáng)化混凝與強(qiáng)化過(guò)濾特性

1990年以后高錳酸鹽復(fù)合藥劑的除污染特性強(qiáng)化混凝與除污染特性

第四十一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽復(fù)合劑除污染生產(chǎn)應(yīng)用觀測(cè)(20萬(wàn)噸/日規(guī)模)

原水高錳酸鹽復(fù)合藥劑處理濾后第四十二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽復(fù)合劑對(duì)水中藻類(lèi)去除效果

藻含量：2.5×106個(gè)/L，pH7.2-7.5,水溫27oC第四十三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽復(fù)合劑對(duì)嗅味的去除效果

（巢湖水）

第四十四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)化斜板間距斜管沉淀氣浮多功能沉淀-氣浮強(qiáng)化沉淀與氣浮第四十五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日強(qiáng)化處理低溫低濁、高藻等難處理水質(zhì)且提高處理系統(tǒng)的適應(yīng)性,特別是突然高濁、持續(xù)高濁等時(shí)期處理困難問(wèn)題第四十六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日沉淀-氣浮的技術(shù)特點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)已經(jīng)在很多水廠應(yīng)用研究了能夠滿足氣浮和沉淀要求的設(shè)計(jì)方法通過(guò)流態(tài)斜板、間距、池子的幾何尺寸等優(yōu)化，提出了一種新的設(shè)計(jì)方法該方法是為以氣浮為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)思想按此方法進(jìn)行的模型實(shí)驗(yàn)比現(xiàn)行的生產(chǎn)運(yùn)行的氣浮-沉淀系統(tǒng)有更高的水質(zhì)第四十七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日強(qiáng)化過(guò)濾技術(shù)采用雙層或多層濾料采用助濾劑采用改性(濾料表面改性)降低濾速(5m/h以下)減速過(guò)濾采用新型濾池(如翻版閥濾池)第四十八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日改性濾料現(xiàn)行的石英砂濾料多功能改性濾料吸附能力有限提高表面吸附能力進(jìn)水進(jìn)水第四十九頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日改性濾料對(duì)水中藻類(lèi)的強(qiáng)化去除效果第五十頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日給水深度處理技術(shù)第五十一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日活性炭吸附臭氧-活性炭聯(lián)用高錳酸鹽預(yù)氧化與活性炭聯(lián)用臭氧高級(jí)氧化技術(shù)膜技術(shù)生物處理技術(shù)第五十二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日活性炭吸附技術(shù)

活性炭吸附是去除水中有機(jī)污染物最成熟有效的方法之一。存在問(wèn)題：活性炭吸附飽和問(wèn)題活性炭的選擇性吸收活性炭的再生問(wèn)題第五十三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧-活性炭聯(lián)用技術(shù)臭氧-活性炭聯(lián)用技術(shù)能夠充分發(fā)揮臭氧的強(qiáng)氧化能力和活性炭的高吸附性能，具有良好的除污染效果。存在問(wèn)題：投資大，運(yùn)行成本高對(duì)某些高穩(wěn)定性的有機(jī)污染物去除效果差第五十四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽預(yù)氧化氧-活性炭聯(lián)用技術(shù)同臭氧-活性炭聯(lián)用技術(shù)相比，降低了工程投資和運(yùn)行成本。第五十五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽預(yù)氧化對(duì)生物活性炭去除水中ＣＯＤＭｎ的影響

(a)-負(fù)荷6m/h(b)-負(fù)荷9m/h第五十六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化對(duì)生物活性炭去除水中UV254的影響

(a)-負(fù)荷6m/h(b)-負(fù)荷9m/h第五十七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽復(fù)合劑預(yù)氧化對(duì)生物活性炭出水中色度的影響

(ａ)

(a)-負(fù)荷6m/h(b)-負(fù)荷9m/h第五十八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化對(duì)生物活性炭去除氨氮的影響

(a)-負(fù)荷6m/h(b)-負(fù)荷9m/h(b)(a)第五十九頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧高級(jí)氧化處理技術(shù)目的：去除水中高穩(wěn)定性微量有機(jī)污染物，如農(nóng)藥（內(nèi)分泌干擾物質(zhì)）例如，臭氧只能氧化分解去除10-20%的莠去津（也稱(chēng)阿特拉津，一種除草劑，一種內(nèi)分泌干擾物質(zhì)）粉末活性炭去除小于5%。第六十頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧催化氧化處理工藝O3+UVlight,O3+TiO2

H2O2+UVlight,H2O2

+O3+UVlightHighenergyUV

H2O2

+Fe++

Electronbeamradiation,Gamma

-IrradiationO3+catalyst第六十一頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧催化氧化強(qiáng)化除污染機(jī)理催化劑OH.農(nóng)藥產(chǎn)物O3第六十二頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧催化氧化特點(diǎn)能夠顯著地降低水中農(nóng)藥、嗅味、內(nèi)分泌干擾物等濃度可充分地利用剩余臭氧，強(qiáng)化分解水中有機(jī)物，避免臭氧泄露到空氣中可提高臭氧轉(zhuǎn)移效率可降低臭氧投量既適合現(xiàn)有水廠改造（改造接觸池）、也適合新水廠建設(shè)（建催化氧化池）第六十三頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日膜技術(shù)微濾、超濾、納濾、反滲透是具有強(qiáng)大生命力的現(xiàn)有技術(shù)替代技術(shù)已經(jīng)得到了部分應(yīng)用投資較大，運(yùn)行成本高目前在大規(guī)模的水廠還難以應(yīng)用第六十四頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日生物處理技術(shù)是較為經(jīng)濟(jì)的除污染技術(shù)可在現(xiàn)有的水廠進(jìn)行技術(shù)改造可有效地去除有機(jī)污染物和氨氮需要與氧化或高級(jí)氧化有機(jī)結(jié)合安全性問(wèn)題備受關(guān)注第六十五頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日消毒第六十六頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日最大限度地取得好的消毒效果盡可能地降低副產(chǎn)物生成量氯消毒經(jīng)濟(jì)有效、管網(wǎng)中持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，防止細(xì)菌二次繁殖但氯消毒會(huì)生成對(duì)人體有害的副產(chǎn)物。兩條解決途徑：―采用其他消毒劑―安全氯化消毒

第六十七頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日采用替代消毒劑臭氧消毒，消毒效果很好，但當(dāng)水中有溴化物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有害的溴酸鹽（致癌、致突變）。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)<25μg/L，但處理水中可達(dá)60-90μg/L。二氧化氯，消毒效果也很好，但會(huì)產(chǎn)生有害的亞氯酸鹽（70%轉(zhuǎn)化率）（溶血性貧血）及甲醛等。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求亞氯酸鹽<0.2mg/L,故CLO2投量≤0.3mg/L,受使用限制。第六十八頁(yè)，共七十七頁(yè)，2022年，8月28日臭氧和二氧化氯，一般需現(xiàn)場(chǎng)制作，設(shè)備費(fèi)高，維護(hù)