微污染水源水處理技術(shù)

關(guān)于微污染水源水處理技術(shù)第1頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.水源水污染特征常規(guī)水源第2頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三生活飲用水水源水質(zhì)標準

CJ3020-93一級水源水：水質(zhì)良好二級水源水：水質(zhì)受輕度污染水質(zhì)超過二級標準限值的水源水，不宜作為生活飲用水的水源。第3頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三地表水環(huán)境質(zhì)量標準

GB3838-2002Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地以及保護區(qū)；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)；Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。第4頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三項目Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類BOD5(mg/L)334總氮(mg/L)0.20.51.0總磷(mg/L)0.020.10.2地表水主要水質(zhì)指標標準限值第5頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.水源水污染特征微污染水源指微量和痕量有毒有害的污染物進入水體后被污染的水?？扇苄杂袡C物氮藻類鐵、錳等重金屬第6頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.水源水污染特征1.1污染源城市工業(yè)廢水城市生活污水垃圾滲濾液大氣降水農(nóng)業(yè)面源第7頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.2地下水污染特征1一般不易污染2污染速度慢3污染物質(zhì)多以無機有毒物質(zhì)為主，少見有機物4其自凈能力差，污染狀況存在時間長5相對于地表水污染擴散速度慢1.水源水污染特征第8頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.3河流污染特征污染程度隨徑流量變化斷面上分布不均勻河流自凈能力強污染影響大第9頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.4庫湖污染特征

稀釋能力差積累和轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)的能力強

易出現(xiàn)富營養(yǎng)化易出現(xiàn)底質(zhì)污染第10頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三富營養(yǎng)化的危害水質(zhì)變渾溶解氧減少藻毒素增加色度、臭味產(chǎn)生致突前體物增加制水成本破壞水生生態(tài)第11頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三水源地常見的藻類硅藻門

直鏈藻舟形藻小環(huán)藻星桿藻綠藻門

小球藻水綿膠群藻

藍藻門

顫藻項圈藻藍束藻第12頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三水體中有惡臭的藻類藍藻門

束絲藻屬魚腥藻屬腔球藻屬

綠藻門

空球藻屬硅藻門

針桿藻屬第13頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三具有藻毒素的藻類藍藻門

銅銹微囊藻不定腔球藻水華魚腥藻水華束絲藻第14頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三藻毒素的類型赤潮藻毒素麻痹性貝毒短裸甲藻毒素溶血性毒素細胞性毒素氨毒水華藻毒素肝毒素神經(jīng)毒素脂多糖內(nèi)毒素第15頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三底泥的危害耗氧再懸浮向水體中釋放N和P第16頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三1.4水源中的污染物膠體細菌藻類無機顆粒（粘土、氧化鋁等）大分子有機化合物(蛋白質(zhì)、碳氫化合物等)第17頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三有機物傳統(tǒng)有機物：水生生物及其分泌物、腐殖質(zhì)耗氧有機物：蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、碳水化合物藻類有機物：藻類分泌物及其藻類尸體分解物非溶解性有機物：大分子有機物包裹的顆粒、生物態(tài)顆粒、油的乳濁液有毒有機污染物：多氯聯(lián)苯、三氯甲烷、石油類污染物第18頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三憎水酸性堿性中性腐殖酸、富里酸、中等和高分子量的烷基羧酸和烷基二羧酸、芳香族酸、酚類、丹寧蛋白質(zhì)、苯胺類、高分子量的烷基胺烴類、醛類、高分子量的甲基酮類、酯類、呋喃、吡咯親水酸性堿性中性羥基酸、糖類、磺酸基類、低分子量的烷基羧酸和烷基二羧酸氨基酸、嘌呤、嘧啶、低分子量的烷基胺多糖、低分子量的烷基醇、醛、酮

水中天然有機物分類第19頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三2飲用水水質(zhì)標準的發(fā)展2.1國際上飲用水水質(zhì)標準發(fā)展趨勢第一階段：重視與人體健康相關(guān)的化學物質(zhì)和生物因素及一些感官指標有毒物質(zhì)

消毒副產(chǎn)物：三鹵甲烷、鹵乙酸

微生物污染：賈第蟲、隱孢子蟲第20頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三我國飲用水標準發(fā)展歷史1955.05，《自來水水質(zhì)暫行標準》（修正稿）1956.12，《飲用水水質(zhì)標準》（草案）15項+0項消毒副產(chǎn)物1957.04，《集中式生活飲用水水源選擇及水質(zhì)評價暫行規(guī)則》1959.08，《飲用水衛(wèi)生規(guī)程》17項+0項消毒副產(chǎn)物1976.12，《飲用水衛(wèi)生標準》（試行）（TJ20-76）23項+0項消毒副產(chǎn)物第21頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三飲用水標準1986.10，《飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-85）35項+1項消毒副產(chǎn)物2001.09，《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》96項+13項消毒副產(chǎn)物2005.6《城市供水水質(zhì)標準》CJ／T206-20052007.7《生活飲用水衛(wèi)生標準》

GB5749-2006第22頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三2.2我國與其他國家水質(zhì)標準的比較

臺灣標準日本標準美國標準

WHO標準第23頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三《生活飲用水衛(wèi)生標準》

GB5749-2006新標準中的飲用水水質(zhì)指標由原標準的35項增至106項，增加了71項。微生物指標由2項增至6項；飲用水消毒劑指標由１項增至４項；毒理指標中無機化合物由10項增至21項；毒理指標中有機化合物由5項增至53項；感官性狀和一般理化指標由15項增至20項；放射性指標仍為2項。

第24頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第25頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第26頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三增加了三種消毒劑接觸時間出廠水消毒劑的限值第28頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第30頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第31頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第32頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第34頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三3地面水中有機污染物的分類與特性3.1重點控制污染物

揮發(fā)性鹵代烴苯系物氯代苯類酚類多氯聯(lián)苯硝基苯

苯胺類多環(huán)芳烴類酞、酸、酯類農(nóng)藥丙烯腈亞硝胺類第35頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三重點控制污染物的特點有毒性長效性，影響不可逆有機氯占主體在水中含量低

第36頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三3.2嗅和味水源異嗅

自然發(fā)生：水藻引起，放線菌人為發(fā)生：污水排入管網(wǎng)水箱異嗅

二次污染：細菌、藻類第37頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三4有機物分子量與凈水工藝

4.1不同分子量有機物的特性分子量大于1000形成色度水質(zhì)好的湖水分子量小于1000有機物占主體生物可降解溶解性有機碳（BDOC）

Biodegradatable(Deliquescent)OrganicCarbon

主要是小分子量（<1000）的有機物

NBDOCBDOC/DOC第38頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三常規(guī)處理的目標溶解性大分子有機物：腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì)被大分子有機物包裹的顆粒生物態(tài)顆粒有機物和油的乳濁液第39頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三活性炭吸附的物質(zhì)

溶解度小、親水性差、極性弱的有機物：除草劑、殺蟲劑、農(nóng)藥、合成洗滌劑、合成燃料、人工合成有機物生物處理的目標

對分子量大于10000的有機物無去除效果機理：微生物對小分子有機物的降解微生物胞外酶對大分子有機物的分解作用生物吸附絮凝的作用第40頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三4.2有機物分子量與凈水工藝的選擇第41頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三分子量區(qū)間原水(mg/L)混凝沉淀出水生物陶粒出水活性炭出水0~5001.673.658.716.2500~10000.87--29.786.71000~30001.4516.616.868.63000~100000.6956.560.0--10000~1000000.2986.2--50.0表4.1各處理單元對不同分子量有機物的去除（%）第42頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三

表4.2

各單元對不同分子量有機物的去除能力

分子量區(qū)間混凝沉淀生物處理活性炭吸附10000~100000有效去除增加部分去除3000~10000有效去除部分減少增加1000~3000部分去除部分去除有效去除500~1000增加部分去除有效去除0~500基本無效有效去除部分去除第43頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三表4.3最佳工藝選擇有機分子量＜500500~10001000~30003000~1000010000~100000工藝生物處理GAC吸附GAC吸附混凝沉淀生物處理混凝沉淀第44頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三5深度處理技術(shù)5.1活性炭吸附5.2臭氧氧化5.3臭氧活性炭5.4生物活性碳5.5光催化氧化5.6吹脫法5.7膜法第45頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三活性炭吸附去除色度、嗅有效去除小分子有機物對三鹵甲烷去除能力有限有效去除殺蟲劑對氯化產(chǎn)生的致突物質(zhì)有去除作用第46頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三臭氧氧化去除色度和臭味殺藻與常規(guī)工藝或活性炭吸附結(jié)合可避免三氯甲烷前體物的產(chǎn)生可氧化苯并螢蒽、苯并蓖、苯、二甲苯、苯乙烯、氯苯、艾氏劑等助凝對已形成的三氯甲烷無去除作用可能導致水中可生物降解物質(zhì)增多與細菌繁殖對DDT、環(huán)氧七氯、狄氏劑和氯丹等無效第47頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三臭氧活性炭臭氧+活性炭臭氧氧化：

大分子有機物→小分子有機物或者CO2+H2O活性炭吸附：

小分子有機物第48頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三生物活性碳比活性炭吸附更多優(yōu)點：增加溶解性物質(zhì)的去除率延長活性炭的再生周期，減少運行費用水中氨氮可以被生物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，減少了后氯化的投氯量，降低了三鹵甲烷的生成量被認為是目前飲用水處理去除有機物（包括有機污染物）最有效的方法第49頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三光催化氧化氧化能力極強有效去除多氯聯(lián)苯，烷烴、烯烴和芳香烴的氯化物：三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯苯、六六六，酚，氯酚，硝基苯、染料第50頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三光催化氧化以n型半導體為敏化劑n型半導體:TiO2、TiO3、WO3、Fe2O3、CdS、Sr等，光催化活性高，反應前后性質(zhì)不變長期運行催化劑有中毒現(xiàn)象再生有困難第51頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三吹脫法去除CO2,H2S,NH3可增加水中的溶解氧，氧化水中的金屬去除三氯乙烯，氯苯，1,3-二氯苯等去除分子量小的揮發(fā)性有機物第52頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三臭氧---生物活性碳提高了溶解性有機碳的去除率延長了活性炭再生周期無有機氯化物產(chǎn)生殺藻第53頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三膜技術(shù)處理效果好成本高第54頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6預處理技術(shù)預處理方法氧化法化學氧化法分解破壞水中污染物的結(jié)構(gòu)達到轉(zhuǎn)化或分解污染物的目的生物氧化法可有效去除原水中可生物降解有機物去除氨氮、鐵、錳等污染物吸附法第55頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6.1氧化預處理6.1.1化學氧化預處理氯氣氧化預處理控制微生物和藻類的生長、氧化一些有機物減少混凝劑用量生成鹵化有機污染物，不易去除，造成用水安全性降低高錳酸鉀氧化預處理有效降低水的致突變活性氧化產(chǎn)物中有些是堿基置換突變物第56頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6.1氧化預處理6.1.1化學氧化預處理二氧化氯氧化預處理除藻去除異味：用量1mg/L左右除錳：優(yōu)于O3、Cl2、KMnO4去除有機物不與氨氮反應投量過多增加色度

第57頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6.1.1化學氧化預處理氯氣氧化預處理控制微生物和藻類的生長、氧化一些有機物減少混凝劑用量生成鹵化有機污染物，不易去除，造成用水安全性降低高錳酸鉀氧化預處理有效降低水的致突變活性氧化產(chǎn)物中有些是堿基置換突變物第58頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三紫外光(UV)氧化預處理有效降低有機物濃度對毒性物質(zhì)無去除能力光解作用產(chǎn)生致突變物或其前體物臭氧氧化預處理對移碼突變物有部分去除效果對堿基置換突變物沒有明顯效果部分臭氧化產(chǎn)物不易被常規(guī)處理去除第59頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6.1.2生物氧化預處理曝氣生物濾池

生物塔濾生物接觸氧化生物轉(zhuǎn)盤反應器生物流化床反應器土地處理系統(tǒng)第60頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6.2吸附預處理粉末活性炭吸附去除色度和嗅粘土吸附去除有機物改善絮凝效果第61頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三6.3強化混凝去除對象：天然有機物（NOM）目的：控制氯消毒產(chǎn)生的鹵代有機污染物，去除消毒副產(chǎn)物的前體物第62頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7富營養(yǎng)化水源的飲用水凈化處理7.1對給水廠運行的不利影響7.1.1藻類堵塞濾池7.1.2藥耗增加第63頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.2對水質(zhì)的不利影響7.2.1藻類致臭

富營養(yǎng)化水體的致臭物質(zhì)土味素2-甲基異莰醇2，4，6-三氯茴香醚2-異丁基-3-甲氧基吡嗪2-異丙基-3-甲氧基吡嗪三甲基胺第64頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.2.2藻類產(chǎn)生藻毒素第65頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.2.3藻類和有機物是消毒副產(chǎn)物的前體物有機物→產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的母體物質(zhì)消毒副產(chǎn)物：三鹵甲烷（THMs）鹵乙酸（HAAs）第66頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.3對管網(wǎng)水質(zhì)的不利影響成為微生物繁殖的基質(zhì)影響水質(zhì)縮短管網(wǎng)服務年限增加配水動力費用形成管垢

第67頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.4純藻種對混凝過程的影響燒杯試驗顯示:藻類濃度低于5×106個/L無不利影響在適宜的濃度下，藻類能促進混凝過程，而濃度過高時，則會干擾正常的混凝過程第68頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.5藻類有機物對混凝過程的影響低濃度藻類對混凝過程不產(chǎn)生影響或改善混凝高濃度藻類對混凝過程有干擾作用第69頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.6藻類控制技術(shù)化學藥劑：硫酸銅、二氧化氯、臭氧生物制劑:大麥稈浸出液、蘆葦萃取液微濾機除藻：50~60%氣浮除藻：90%直接過濾：30~99.9%強化混凝沉淀：90%生物處理：70~90%第70頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.7臭味控制技術(shù)化學氧化法活性炭吸附法生物處理法聯(lián)合法第71頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.8有機物去除技術(shù)臭氧氧化生物處理活性炭吸附第72頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三7.9對富營養(yǎng)化水源的推薦凈水工藝7.9.1臭氧—生物處理7.9.2組合工藝第73頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三富營養(yǎng)化水源水主要問題與飲用水凈化工藝選擇第74頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三8飲用水水質(zhì)生物穩(wěn)定性8.1概念飲用水質(zhì)的穩(wěn)定性指飲用水中可生物降解有機物支持異養(yǎng)細菌生長的潛力，即當有機物成為異養(yǎng)細菌生長的限制因素時，水中有機營養(yǎng)基質(zhì)支持細菌生長的最大可能性。生物穩(wěn)定性用生物可同化有機碳(AOC)來表示管網(wǎng)水中被細菌利用的有機質(zhì)的濃度，它可作為管網(wǎng)中細菌生長的潛在能力指標。第75頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三8飲用水水質(zhì)生物穩(wěn)定8.2兩個重要指標BDOC：生物可降解溶解性有機碳是水中細菌微生物新陳代謝的物質(zhì)和能量來源AOC：生物可同化有機碳

是總有機碳（TOC）中可以生物同化吸收的那一部分有機碳。是有機物中最易被細菌吸收、直接同化成細菌體的部分，是BDOC的一部分，可以用來衡量水中異養(yǎng)菌再生的生物穩(wěn)定性。AOC/BDOC的比值：可以看作是飲用水中存在的可生物降解有機化合物的相對生物穩(wěn)定性。第76頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三DOC：溶解性有機碳；POC：顆粒有機碳；COC：膠體有機碳；DOC：溶解有機碳。第77頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三對于良好的水源，水未用氯消毒時，AOC小于10μg乙酸碳/L，異養(yǎng)菌不發(fā)生增值；水經(jīng)消毒而AOC在50～100μg乙酸碳/L時，細菌孳生受到抑制，生物穩(wěn)定性好；AOC大于200μg乙酸碳/L時生物穩(wěn)定性差，細菌迅速孳生。一些研究結(jié)論：第78頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三用AOC評價水處理工藝對進入管網(wǎng)水的生物穩(wěn)定性時，以下趨向引起關(guān)注：

用氯胺消毒的生物穩(wěn)定性優(yōu)于用液氯消毒；采取二氧化氯替代液氯進行源水的預氯化措施，可降低AOC值；合理保持出廠水的余氯在偏低范圍，必要時管網(wǎng)內(nèi)局部補充加氯，可以降低管網(wǎng)水的AOC值；膜過濾法處理水的生物穩(wěn)定性差，AOC值高；生物活性碳法（GAC）處理水的生物穩(wěn)定性好；美國、日本都已證實經(jīng)臭氧處理后的水，AOC值高。[/Detail/200710121696014803_8/]第79頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三8.3影響管網(wǎng)細菌繁殖的因素余氯營養(yǎng)物質(zhì)AOC/BDOC水力因素顆粒物的影響溫度第80頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三8.4AOC與飲用水生物穩(wěn)定性的關(guān)系AOC＜10μg乙酸碳/L,異養(yǎng)細菌不能生長BDOC＜0.1mg/L,大腸桿菌不能生長AOC和BDOC為小分子量有機物，適合生物處理第81頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三8.5氧化劑對AOC的影響第82頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第83頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第84頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三P17(熒光假單胞菌菌株)NOX(螺旋菌菌株)第85頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三8.6AOC在給水管網(wǎng)中變化的規(guī)律性分析第86頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第87頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第88頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三圖氯胺消毒型管網(wǎng)水中AOC的變化第89頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三9飲用水消毒、消毒副產(chǎn)物

和生物穩(wěn)定性的關(guān)系9.1消毒副產(chǎn)物（THMEP）三鹵甲烷THMs鹵乙酸HAAs鹵代腈鹵代醛第90頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三9.2氯消毒、消毒副產(chǎn)物和AOC之間的關(guān)系消毒副產(chǎn)物氯AOC細菌產(chǎn)生殺滅增加產(chǎn)生增加產(chǎn)生第91頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三9.3三鹵甲烷和鹵乙酸的危害三鹵甲烷（4種）：三氯甲烷二氯一溴甲烷一氯二溴甲烷三溴甲烷鹵乙酸（9種）：一氯乙酸二氯乙酸三氯乙酸一溴乙酸二溴乙酸第92頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三9.4不同給水處理單元對鹵乙酸及其前體物的去除規(guī)律第93頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三第94頁，講稿共105頁，2023年5月2日，星期三去除對象三鹵甲烷三鹵甲烷前體物鹵乙酸鹵乙酸前體物適宜處理單元常規(guī)處理新炭（吸附作用）常規(guī)