供水厂净水工艺评估要点简解

供水厂净水工艺评估要点简解

陆坤明

2010.5

目次

引言

1、供水厂处理工艺和水质调查

2、常规工艺

3、生物预处理

4、深度处理

5、供水厂净水工艺评估实例和我国动态引言中国城镇供排水协会，以中国有关法规、标准、规范、规程为基础参考了德国《供水安全技术管理体系》。结合中国城镇供水企业的实际情况，组织编制的《城镇供水企业安全技术管理体系评估指南》（以下称“评估指南”），经过南京、乌鲁木齐、太原和广东黄江镇供水企业现场评估试点、总结和行业宣贯之后，部分城市供水企业已按“评估指南”进行自我测评，收到了效果，受到了一些供水企业的重视,在行业内已开始开展一些评估相关工作,为供水企业的自我诊断和提高提供了依据。住建部对此十分支持和关心，CJJ58—2009《城镇供水厂运行，维护及安全技术规程》将于2010年8月1日实施，将有力地推动城镇供水企业提高供水安全保障的能力。1、供水厂处理工艺和水质调查

2009年，有关部门组织调查了2577个地表水水厂

1.1地表水水厂处理工艺

简易和未经处理0.5%

常规工艺94.80%

深度处理工艺4.7%1.2地表水水厂出厂水超标

CODmn氨氮35座0.04亿M3/日

CODmn1370.06

氨氮700.06

浊度4590.11

消毒剂余量2610.10

色度、可见物1900.38

合计1152座0.75亿M3/日2.常规工艺

常规工艺是混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒等单元工艺的组合，其理论基础是去除粘土胶体颗粒（悬浮物）和致病细菌。

常规工艺的最大目标是去浊、灭菌。

降低浊度意味着饮用水中各种非溶解性物质和微生物的去除。将滤后水浊度降低到

0.3~0.1NTU，

能控制隐性孢子虫和贾第氏虫。在发挥过滤工艺效能的同时，尽可能提高沉淀的除浊功能，一般认为滤池的除浊率为90%。沉淀后5NTU，滤后就能达到0.5NTU，管网水为0.8NTU，用户水≤1NTU。

常规工艺，单元工艺协调衔接，体现了WHO“多层屏障法”“危害分析和关键控制”的概念管网水水质

1992年对占全国总供水量42.4%的26个城市调查

出厂水管网水

平均浊度（度）1.31.6

色度（度）5.2度6.7

铁（mg/L）0.090.11

细菌总数（cfu/mL）29.2挥发性酚降低29—38%

阴离子合成洗涤剂降低12—33%

硝酸盐降低7—62%

苯并（a）芘增加50—180%1995年调调查查519个城城市市管管网网水水质质合合格格率率（（%）最最高高最最低低平平均均浊浊度度10062.2498.26余氯氯10045.9094.05细菌菌总总数数10075.0099.04大肠肠杆杆菌菌10070.0099.06常规规工工艺艺““规规程程””““评评估估指指南南””浊度度（（NTU）微生生物物和和消消毒毒剂剂沉淀淀（（澄澄清清））后后3（4.6.14）滤滤后后＜＜设设定定目目标标值值（（4.8.112）碳碳滤滤池池进进水水＜＜1NTU质量量控控制制保保证证水水质质沉淀淀（（澄澄清清））后后≤5（67条））滤滤后后≤0.5（69条））GB5749––2006要求求3、生生物物预预处处理理采采用用人人工工填填料料的的生生物物预预处处理理，，主主要要采采用用生生物物载载体体填填料料上上大大量量好好氧氧生生物物膜膜，，在在供供氧氧量量充充足足和和原原水水与与填填料料充充分分接接触触下下，，通通过过氧氧化化、、还还原原、、合合成成、、分分解解等等过过程程和和微微生生物物的的吸吸附附、、硝硝化化和和生生物物降降解解等等共共同同作作用用，，去去除除原原水水中中的的氨氨氮氮、、有有机机物物、、藻藻类类和和THMS前体体物物等等。。工工程程应应用用中中主主要要考考虑虑去去除除氨氨氮氮。。3.1采用用人人工工填填料料生生物物预预处处理理工工艺艺,要根根据据原原水水水水质质、、水水温温、、控控制制水水力力停停留留时时间间，，填填料料性性能能特特点点等等科科学学运运行行。。““规规程程””（（3.2.1）作作了了原原则则要要求求；；““评评估估指指南南””（（63条））按按相相关关规规范范、、规规程程要要求求，，其其中中气气水水比比0.8:1~2:1，停停留留时时间间1~2小时时，，其其上上限限值值一一般般用用于于去去除除率率要要求求较较高高或或有有机机污污染染物物浓浓度度较较高高时时。。3.2预氧氧化化化化学学预预氧氧化化工工艺艺,在常常规规工工艺艺前前端端投投加加氧氧化化剂剂,强化化其其处处理理效效果果,以去去除除微微量量有有机机污污染染物物、、除除藻藻、、除除臭臭味味、、氧氧化化助助凝凝、、去去除除铁铁、、锰锰、、控控制制氧氧化化消消毒毒副副产产物物等等。。目目前前常常用用氧氧化化剂剂有有氯氯、、高高锰锰酸酸钾钾（（及及其其复复合合剂剂））、、臭臭氧氧等等。。原原水水受受污污染染后后，，加加强强了了污污染染有有机机物物对对水水中中胶胶体体的的保保护护作作用用，，致致使使胶胶体体脱脱稳稳更更加加困困难难，，这这是我我国国目目前前供供水水行行业业混混凝凝过过程程中中遇遇到到的的难难题题。。目目前前一一些些水水厂厂利利用用预预氧氧化化促促凝凝较较多多，，““规规程程””（（3.2.1.3)““评估估指指南南””（（65条））提提出出了了氧氧化化剂剂的的选选用用、、投投加加量量、、投投加加方方式式和和投投加加点点的的确确定定，，应应根根据据原原水水水水质质和和试试验验作作为为依依据据，，还还应应监监测测和和控控制制，，投投加加氧氧化化剂剂后后的的副副产产物物。。3.3粉末末活活性性炭炭吸吸附附粉粉末末活活性性炭炭对对水水中中溶溶解解性性有有机机污污染染物物，，如如三三卤卤甲甲烷烷及及前前体体物物、、四四氯氯化化碳碳、、苯苯、、酚酚类类化化合合物物等等具具有有较较强强的的吸吸附附能能力力；；对对色色度度、、异异臭臭、、异异味味、、除除草草剂剂、、杀杀虫虫剂剂、、合合成成洗洗涤涤剂剂、、胺胺类类化化合合物物等等都都有有较较好好的的去去除除效效果果；；对对汞汞、、铅铅、、铁铁、、铬铬镍镍等等也也有有较较强强的的吸吸附附能能力力。。但但对对氨氨氮氮的的吸吸附附去去除除较较差差。。粉末末活活性性炭炭吸吸附附，，适适用用于于常常规规工工艺艺的的预预处处理理和和应应对对突突发发性性原原水水水水质质事事故故的的应应急急性性技技术术措措施施。。““规规程程””从从安安全全考考虑虑，，要要求求水水厂厂具具备备临临时时投投加加粉粉末末活活性性炭炭设设备备和和设设施施（（9.2.2.2)，提提出出了了粉粉末末活活性性炭炭投投加加量量、、投投加加方方式式、、投投加加点点和和安安全全卫卫生生防防护护的的要要求求。。““评评估估指指南南””（（84条）），，对对粉粉末末活活性性炭炭的的贮贮存存，，输输送送和和投投加加车车间间安安全全卫卫生生防防火火、、防防爆爆等等应应有有相相应应措措施施。。4、深深度度处处理理臭臭氧氧生生物物活活性性碳碳（（O3—BAC）O3—BAC是在在活活性性碳碳滤滤池池前前投投加加臭臭氧氧。。该该项项工工艺艺的的效效能能主主要要为为：：使使水水中中有有机机污污染染物物氧氧化化降降解解；；使使活活性性碳碳滤滤床床处处于于富富氧氧状状态态，，致致使使好好氧氧微微生生物物在在碳碳颗颗粒粒表表面面繁繁殖殖生生长长并并形形成成不不连连续续的的生生物物膜膜和和微微生生物物群群落落，，通通过过生生物物吸吸附附和和氧氧化化降降解解作作用用，，提提高高了了活活性性碳碳去去除除有有机机物物的的能能力力，，并并延延长长了了使使用用寿寿命命。。目目前前我我国国水水厂厂深深度度处处理理，，O3—BAC使用最多多。主要要用于CODmn含量高、、异臭、、异味的的原水，，如浙江江的杭、、嘉、湖湖地区。。““规程””（3.2.3）和（4.10.11—4.10）。“评评估指南南”（75条、78条）对活活性碳过过滤作了了规定和和要求。。“规程程”（3.2.3.6—4.11）；“评评估指南南”（85、86、87条）对臭臭氧的质质量控制制、运行行要求和和安全作作了规定定和要求求。我我国自2000年以来，，O3—BAC工艺在城城市水厂中投投入运入入的大约约有30座，100万m3/日广州南洲洲水厂、、60万m3/日深圳梅林林水厂规规模为最最大；浙浙江嘉兴兴贯泾港港水厂15万m3/日，在O3—BAC工艺和布布局上有有创新和和提高；；浙江平平湖古横横桥水厂厂二期二二级O3—BAC，最大限限度地削削减了CODmn。目目前前对O3—BAC工艺最需需要关注注的是碳碳滤池后后溴酸盐盐含量控控制和达达标问题题；碳滤滤池的生生物泄漏问问题。有有一些些地区（（尤其是是南方））水库水水中微生生物呈现现多样性性，丰度度值较高高，部份份好氧水水生动物物进入臭臭氧投加加后的活活性碳滤滤池，运运行监测测其生物物膜上水水生动物物很多，，丰度较较高，并并存在滤滤后泄漏漏进入管管网，存存在潜在在的水质质安全风风险和水水质感官官异常的的隐患，，通过加加强监测测和运行行管理，确保保了水质质的安全全。在发挥O3—BAC功效的同同时进一一步降低低了出厂厂水浊度度、色度度、嗅阈阈值、控控制了﹥2um颗粒的颗颗粒数。。““规规程”（（4.10.17）要求确确保碳滤滤池出水水生物安安全。““评估估指南””（76、77条）要求求碳滤池池出水溴溴酸盐达达标，对对碳滤池池进行生生物检测测。5、供水厂厂净水工工艺评估估实例和和我国动动态5.1美国宾夕夕法尼亚亚州在上上世纪80年代初,发生了贾贾第氏虫虫病疫,数十万居居民得病病,被劝告饮饮开水。。1984年宾州议议会实施施“安全全用水法法”，州州环保部部门依法法执行宾宾州净水水厂评估估计划，，评估水水厂净水水工艺，，对290个水厂检检查评估估了506个厂次，，发现了了10个主要问问题；混混凝剂加加注措施施不够；；加速混混和不适适当；浊浊度仪未未标定；；滤池未未装水头头损失仪仪和在线线浊度仪仪；停用用的滤池池未经冲洗洗就使用用；净水水过程水水质监测测频率低低；冲洗洗后初滤滤水处置置不当；；缺乏运运行和维维护知识识等。净净水厂厂评估发发现的问问题，经经整改后后，效果果显著。。1990年滤后水水隐性孢孢子虫检检出率下下降到5%，90%滤后水3—68um大小颗粒粒数为50个/ml，评估计计划要求求3—18um的颗粒数数小于10个/ml。5.2台湾自来来水公司司于2005年建立了了一套““水厂操操作效能能评估””制度（（OPEE—CPE），其主主要参考考了美国国“净水水厂的综综合性改改善计划划”。台台湾水公公司对其其9个水厂进进行评估估，发现现131个问题，，其中113个问题为为水厂操操作（运运行）存存在的问问题，其其中最主主要的问问题，台台湾称为为主要限限制因子子，是原原水流量量控制设设施失当当，计量量不准，，不稳定定等，致致使水厂厂混凝加加药，絮絮凝控制制掌握度度不足，，准确性性欠准，，混凝效效果不好，影影响后续续工艺效效果。5.32005年世界卫卫生组织织（WHO）在我国国深圳蛇蛇口、天天津等地地，宣讲讲《饮用水水水质准则则》第3版“水安安全计划划”（WSPS）列举一一些案例例，某水水厂出厂厂水浊度度为0.8NTU，管网水水1.2NTU，进行WSPS评