导入和解读加强常规处理

蒋难先

　　从1995年成立土木给水委员会加强常规处理研究会起，加强常规处理有了新发展。为使同行有关人员更好了解和运用这一处理技术，我将个人意见综述如下，与大家共同探讨。

1.为什么要提出加强常规处理

　　按照CJ3020—93《生活饮用水水源水质标准》，当水源水质为一二级时，经常规处理可供出生活饮用水。这种水源水质与GHZB1—1999《地表水环境质量标准》中Ⅱ、Ⅲ类水源水质和GB5749—85《生活饮用水卫生标准》修改稿第5.2节有关水源水质相当。
　　在水源受到污染后，其水质超过CJ3020-93《生活饮用水水源水质标准》二级限值时，或水源水质是GHZB1—1999《地表水环境质量标准》中Ⅳ、Ⅴ类，或GB5749—85修改稿第5、3节和附录A的规定时，就一定要采用相应的净水工艺进行处理，以保证出厂水水质符合国标GB5749—85《生活饮用水卫生标准》(修改稿）或者GB50282—98《城市给水工程规划规范》和建设部《城市供水行业2000年技术进步发展规划》中有关生活饮用水水质的要求。水源水质和生活饮用水水质对照参见上述中有关内容。
　　此时，所要采取相应的净水工艺可以有二种选择途径，一是加强常规处理，二是增加深度处理。其主要目的是将人们普遍关注的，城市自来水中氯消毒副产物和有毒有害有机化学物质的含量，控制在安全健康的水平以上。与深度处理相比，加强常规处理在技术经济上具有工艺设备简便、技术要求不高，制水成本较低的优势。在面临水源污染，氯是常用消毒剂，又要提高供水水质的情况下，此举是首选的思路。特别是在缺少设置深度处理的资金的条件下，更为适用。

2.什么是加强常规处理

　　常规处理包括混合、絮凝、沉凝(澄清)、过滤以及消毒这五个净水工序。它注重去除浊度和微生物的效果。加强常规处理是在不变更这五个净水工序的情况下，通过加强工艺与水质管理。优化运行参数，采用强化混凝技术，在混凝前加氧化剂、吸附剂，在滤前投加助滤剂等办法，使出厂水水质达到生活饮用水的水质标准。它注重去除水中某 些有机物、氯消毒副产物前体以从氯消毒难以灭活的隐性孢子虫的效果。

3.加强常规处理的可行性依掘。

　　随着浊度降低，水中悬浮颗粒、微生物(细菌、大肠菌、病毒和寄生虫等)、消毒剧产物的前体(腐植酸AHS、藻类、某些甲苯、多环芳径类类)以及水中某些微污染有机物也随之降低。从而减少了滤后水和出厂水中有机物和氯消毒副产物(三卤甲院、卤乙酸等)的含量。加强常规处理拓宽了传统常规处理的净水效能，提高了供水水质。因此，以同步降低浊度和有机为特征的加强常规处理，得到了国内外专家的首肯和同行的关注。
　　美国环保局1998年公布了消毒／消毒副产物D／DBP条例，主要内容之一是在氯消毒中加强混凝，降低水中天然有机物NOM。在1990年的《地表水处理条例》中视浊度为水处理技术参数。
　　建设部正组织编制《2001供水规划》，拟提出加强常规处理的具体技术措施。
　　近年来，国内各有关单位引进了国外工艺技术，做了大量科研工作，开发了适于国情的加强常规处理的应用性工程技术。至今加强常规处理的工艺路线和技 术以及设备与器材已渐趋成熟。

4.怎么才算是加强了常规处理

4.1 降低水中五项有毒有害物质的指标值
　　在达到出厂水水质标准的前提下，降低各工序水和出厂水的浊度、有机物、消毒副产物前体、消毒副产物和AOC值。具体水质指标的示值如下：
　　沉淀池出水浊度≤2.0NTU，TOC去除率20—50％左右。
　　滤后水浊度≤O.5NTU，耗氧量2—3mg/L。
　　出厂水DBPs≤100μg、THMs≤80μg／L、其中氯仿≤60μg,HAAs≤60μg，
　　AOC≤100—200mg/L，致突变阴性MR＜2。
4.2 实现工艺优化运行
4.2.1改变混凝条件，延伸和扩展混凝沉淀的功能
　　改变混凝条件，延伸和扩展混凝沉淀的功能，有二层意思：一是强化混凝，二是前氧化和前吸附。
4.2.1.1 强化混凝
　　强化混凝是净水处理的一项新的工艺技术。
　　强化混凝包容了以去除浊度—悬浮颗粒为主的混凝经典概念，即传统常规混凝。在混合上采取均匀、快速、高效混合，在很短的时间内实现药剂的充分扩散，使混凝剂水解产物迅速到达水体每一细部，合理的混合速度梯度和停留时间。在絮凝上通过烧杯搅拌试验，确定最佳混凝剂品种和最佳絮凝速度梯度和停留时 间，合理选用涡旋、分级降速絮凝器材、运行方式和参数，生成大而密实的A级矾花，粒径1.2—2.4mm。
　　强化混凝延伸和扩展了混凝沉淀的功能。它根据水中有机物存在着悬浮性、胶状和溶解性等不同形态，在机理上发展了是电性中和脱稳絮凝沉淀理论，拓展了在低PH、高密度正电荷的条件下，胶体和溶解状有机物脱稳沉淀和吸附共沉淀，以及阴阳离子高分子吸附架桥的絮凝沉淀的新原理。在工艺上，把加大混凝 剂投加量、加注阴离子型或阳离子型高分子助凝剂，调整PH，应用于混凝沉淀中。通过混凝沉淀，实现同步降低浊度和有机物，特别是天然有机物的双赢效果。
4.2.1.2 前氧化和前吸附
　　我认为把原归于深度处理范畴内的部分比较简便的氧化、吸附技术，应用到加强常规处理中，也应是延伸和扩展混凝沉淀的功能的必要部分。即在混凝或过滤工序中，因地制宜、因水制宜，单一或组合地投加氧化剂如高锰酸盐类、氯等，投加吸附剂如粉末活性炭PAC等，以增强絮凝效果，减少藻类，降低水中的有机 物，特别是减轻生活与工业污水对水源带来的合成有机物的污染(微污染)。
4.2.2 合理选用沉淀池运行参数(低脉动沉淀、低参数长流程、水平流速、停留时间、积泥厚度、及时排泥)，出水浊度＜2NTU。
4.2.3 合理选用滤池运行参数(滤后浊度、初滤水浊度、滤速、滤层结构等)，控制良好的冲洗条件，滤前投加高分子助滤剂(在有机物肢体间形成吸附架桥)， 推广均粒滤料、气水反冲滤池，提高过滤效果，降低滤后水有机物和浊度值。滤 后水浊度＜0.5NTU、耗氧量＜2-3mg／L。有人提出强化过滤机理(生物滤料)，我看 还不成熟。
4.2.4 合理选用消毒剂、投加点、加注量和接触时间
　　氯是目前国内外常用的消毒剂。有关二氧化氯和臭氧消毒剂可以用，但还不够成熟，应慎用。但用在前加氯上是成熟的。
　　在使用氯消毒剂的条件下，应以降低氯消毒副产物和微生物物并重，合理选用消毒剂、投加点、加注量和接触时间。当原水NH3＞0.5mg／L污染时可采取沉淀前预加氯(当氧化剂用)、滤前加氯、滤后加氯加氨(氯氨消毒、NH3：Cl2=1：3--4)等措施，以减少折点加氯量和消毒副产物。但同时必须保持消毒的有效性，选用合适的投加点，控制消毒剂投加浓度C与在清水池中的必要的接触时间T的CT值(余氯值mg/L／分)，以灭活风险性比消毒副产物更大的微生物。
4.3 做好有关技术管理工作
　　把科研、设计和运行结合起来，导入先进的技术，结合现有构筑物和设备条件，通过烧杯搅拌试验、模拟试验及生产件试验，进行必要的合理的技术改造，求得优化运行的方法和参数，为加强常规处理提供扎实的基础，充分发挥加强常 规处理的潜在效果，提高加强常规处理各工序的科学性、可用性、经济性，实现加强常规处理的水质目标和工艺目标。
4.4 完善水质监测工作
4.4.1 水源水(原水)监测
　　自来水的原水污染事件屡有发生，原水水质恶化，净水工艺技术和生产管理又跟不上这种变化，引发一次污染，这是造成城市供水水质不达标的基本原因之一。因此，要依据GHZB 1—1999《地表水环境质量标准》，CJ3020—93《生活饮用水水源水质标准》、GB5749—85《生活饮用水卫生标准》修改稿和CJJ58—94《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》，强化水源水(原水）的监测工作。采取天天人工测定原水常规指标值：PH、浊度、氨氮、耗氧量等，一个月或半个月做一次全分析。有条件时，建立原水水质自动监测站。
　　通过监测，掌握原水与供水水质之差（超标污染物质种类和数量），为调整工艺，确保水质，提供在线实时的信息。
4.4.2 同步监测与原水、工序水和出厂相关的运行性经常项目，如碱度、PH、色度、浊度、耗氧量量OC、氨氮NH₃-N、余氯、细菌、粪型大肠杆菌等。
4.4.3 增加水中天然有机物NOM、微量有机污染物、藻类与其代谢物以及氯化消毒副产物的同步监测频率，这些物质的示值指标如TOC、DOC、AOC、EUV、THM、CHCl₃、HAA等。
4.4.4 有条件的单位可监测MR，探求用颗粒计数器替代超低浊度的可行性。
　　以上意见，如有不对的地方，敬请指正。

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2001—04—07

注：蒋难先同志2001年4月9日病逝。