由于受水土流失、水源污染等因素的影響,地表水成分逐漸趨于復雜,有機成分增多,給水處理難度增大,F行的常規給水處理工藝,難以去除水中對人體有害的多種微量有機污染物。
1、飲用水中微量有機污染物
飲用水中機污染物的來源可主要分為三個方面:工業廢水和生活污水排放、大氣污染、城市與農田徑流。我國污水處理率很低,加上現有處理設施運行效率不高,使約80%左右的污水未經妥善處理即被排放到附近水體。目前我國絕大部分水廠仍采用傳統的處理工藝,不能有效地去除以溶解狀態存在的微量有機污染物,致使一些有害物質,包括致癌、致畸、致突變等微量有機污染物殘留在飲用水中。
2、大分子天然有機物
天然有機物是動植物自然循環代謝過程中形成的中間產物,其中主要是腐殖質,它們是一類含有酚羥基、羥基、醇羥基等多種官能團的大分子縮合物質,其分子量一般為300u到30000u。通常根據腐殖質在酸和堿溶液中的溶解度將其分為三個部分:1)腐殖酸,溶于堿溶液但酸化后可沉淀;2)富里酸,既溶于酸溶液也溶于堿溶液;3)胡敏素,既不溶于酸溶液也不溶于堿溶液。三個部分在結構上相似,但在分子量和官能團含量上有差別。
水中有機物對膠體保護作用導致混凝劑投量大幅度提高。水中有機物濃度高使混凝劑藥耗增大、制水成本升高。由于我國多數水廠采用的是鋁混凝劑,造成出廠水中鋁離子濃度過高,影響居民的身體健康!
此外,由于天然有機物在水中含量較高(mg/L數量級),會與加入的水處理藥劑(如消毒劑CI2、O3等)作用,轉化為有害的有機物或中間產物。
3、氯化消毒副產物
氯化消毒是我國沿用多年且仍然在給水處理中普通采用的消毒技術。但近二十年來,人們逐漸發現,在氯化消毒的同時與水中某些有機和無機成分反應,生成一系列鹵代有機副產物,其中大部分對人體健康構成潛在的危脅。特別是傳統的預氯化工藝,高濃度的氯與原水中較高濃度的有機污染物直接反應,生成的氯化副產物的濃度會更高,因而氯化消毒副產物是影響飲用水水質的一個重要因素。
我國飲用水源不但污染嚴重,而且由于受水土流失等因素的影響,地表面的腐殖物質隨著地面徑流進入水體,致使地表水中的有機物濃度普遍比發達國家偏高,濾后水中的有機物濃度普遍比發達國家偏高,濾后水中有機物濃度相對較高,這勢必會增加氯化消毒過程中的耗氯量,影響消毒效果,同時由于耗氯量的增加導致較高的鹵代有機物生成,影響飲用水水質。
4、藻類及其代謝產物
受城市污水排放和農田徑流的影響,大量氮、磷等營養成分排入水體,致使水體富營養化,藻類過量繁殖。特別是我國南方地區的一些湖泊和水庫水,由于陽光充足、溫度較高,藻類成為主要問題。
水中藻類嚴重影響給水處理效果,主要表現在以下幾方面:藻類一般帶負電,具有較高的穩定性,難于混凝;藻類比重小,沉淀效果差;此外,藻類會粘附在濾料表面,縮短濾池的過濾周期,造成濾池頻繁反沖洗;藻類在代謝過程中產生多種嗅味,使水難于飲用;某些藻類尺寸很小,可穿透濾池進入到給水管網中,影響管網內水質;藻類也是典型的氯化消毒副產物前驅物質,在后續消毒過程中與氯作用生成三氯甲烷等多種有害副產物、增加水的致突變活性。
5、嗅味
水中嗅味主要是由水中化學污染物和藻類代謝產物引起的。嗅味是人們評價飲用水質量的最早參數之一,屬于感官性能指標。嗅味是人們對飲用水的安全性最為直接的參數,帶有嗅味的飲用水使飲用者對水質產生不信任感和不安全感。
飲用水源的污染對給水處理工藝提出挑戰。水中有機成分增多,使給水處理難度增大,水質難于保障?紤]到我國絕大多數水廠在采用傳統給水處理工藝流程,經濟高效地強化給水處理效果,拓寬現行給水處理工藝的凈水效能,增加其除污染作用,適應不斷變化的原水水質,保障良好的飲用水水質,是一項亟待解決的問題。
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