GAC－Ozong ：the choice of experience

　　英國安格蘭自來水公司負責英國安格蘭地區的供水工作，該地區的源水幾乎是一半地下水，一半地表水。總源水量的40%為水庫水。10%來自河水。50年代起，地面水的處理就采用傳統的工藝即：先預加氯、加鐵鹽混凝劑，進入澄清池，在此處水中有機物及其它顆粒被絮體層截留，起初濾作用，然后水流入快砂濾池，停留時間約7.5分鐘經過砂濾降低了水的濁度并去除了更小的顆粒，最后清水在進入配水管網前加氯或氯胺消毒。
　　然后，這種傳統的處理工藝經過若干年后，便明顯地曝露出了一些缺點，產生各種各樣的水質問題。

　　臭味控制：
　　安格蘭地區地勢低且農田集中，日照時間較英國其它地區長，故地表水極易形成富營養化促使藻類生長，出現藻華。用戶不時反映飲用水中的嗅味問題。尤其是戰后，農業使用的化肥猛增，更加劇不水源水質的惡化。
　　為了解決富營養化導致的嗅味問題，在82年代中期，安格蘭水司把重力濾池的濾料改換成了顆粒活性炭。的優點是除了具有砂濾料的機械篩濾作用外，還具有吸附有機化合物的化學作用，從而有效地減少了水中嗅味。

　　農藥和三鹵甲烷問題：
　　由于英國1980年引用了歐共體（EU）的水質指令，新標準規定飲用水中，單種農藥濃度不超過0.1ug/L,各種農藥的總濃度的最大限量為0.5ug/L。由于安格蘭地區農田密集，農藥對地表水污染嚴重，尤其是河水水源，單種農藥的含量高達2 ug/L，水庫水也能達0.8 ug/L.一般農藥總含量均大大超過EU0.5 ug/L的限定標準。
　　至于三鹵甲烷或稱為THMs，例如氯仿，EU（歐洲）規定平均指數為200 ug/L，但安格蘭現已提高到100 ug/L而在某些水源中有時在100 ug/L以上。而令人頭痛的是在水處理的預加氯階段恰好又促進了THMs的形成。
重新設計處理工藝：
　　面對這些挑戰，安格蘭水司決定重新徹底設計其水處理工藝。新工藝始于預臭氧取代了預氯工藝，從而減少了的含量。在這一階段的處理中有助于絮體的形成和某此農藥的去除。在藻華期，往預臭氧處理后的水中，間斷性地投加硫酸以便調節值，同時用硫酸亞鐵作為混凝劑。在后續處理階段即，沉淀或浮選去除絮體，進行澄清處理。

　　ASG（煤、砂、石）濾池：
　　水從澄清池出來，經過三層濾料過濾，頂層濾料為無煙煤，中層為石英砂底層是石榴石，這就是所謂的ASG濾池。這種三層濾料的優點是各自的密度不一樣。煤濾料的粒經最大、石英砂居中、石頭最小，這樣大顆粒雜質截留在頂層，而較細的顆粒雜質被截留在底部。形成理想的濾池布置。濾池也可有效地去除水中浮游生物，而浮游生物又是非病原菌的食物源。

　　ASG濾池的反沖洗：
　　ASG濾池反沖洗的特殊難點是，為了高效發揮濾池功效，一方面要定時徹底清洗，另一方面還要考慮到池內三種濾料的混合情況。在這方面，安格蘭水司做了大量的研究工作，在保持濾料分層狀況良好的同時，找出了高效反沖洗的最佳條件，其中涉及到進行各種試驗，例如，反沖噴水的配水強度、流量及加氣沖洗的應用等。這些問題解決后，反沖系統不但有效地清洗了濾料而且保證了三層濾料適當的落在各自的濾層面上，從而充分發揮濾池功效。

　　后臭氧處理：
　　ASG濾池出水流入后臭氧處理單元地行處理。臭氧的分子結構含三個氧原子。故此，臭氧是一種強氧化劑，能降解復雜的有機分子，包括農藥。安格蘭臭氧處理工藝分兩級。一級處理時，臭氧不僅和農藥肥應，還和水中全部有機物相互作用。由于大量的有機物被澄清池和ASG濾池所去除，所以當水流入二級臭氧處理時，只剩下小部分有機物再與臭氧反應而大部分臭氧則集中與農藥反應。把臭氧處理分兩級進行費用也經濟。
　　一般在后臭氧處理時，加入過氧化物，其與臭氧反應生成羥基，它可有效地降解三氧雜苯類的降草劑。此種除草劑過去常用于非農業用藥劑，如鐵路沿線的除草劑等。但由于1993年英國禁止非農業使用此藥，故這類污染減少了，所以安格蘭水司雖然有條件投加過氧化氫，但目前沒有使用此種氧化劑。

　　臭氧處理模型
　　在臭氧處理方面，安格蘭水司為臭氧接觸池研究出一種獨特的三維、電腦操作的液動態模型。用它可以了解溴酸鹽的生成和臭氧處理效果兩個有關的難題。溴酸鹽是溴化物經氧化作用而形成的。一般是在接近處理結束時水中大部分有機物已被耗掉，這時臭氧便開始與各種形式的溴化物反應而形成溴酸鹽。WHO（世界衛生組織）已提出要更加嚴格溴酸鹽的標準，歐洲(EU)目前也考慮到了這方面的問題。但不管怎樣，臭氧處理的效果越好，生成的溴酸鹽就越少。安格蘭水司的的模型能優化臭氧處理工藝的設計，對每個接觸池的臭氧劑量以及影響水流通過接觸池的有關物理設計等方面的環節如，臭氧噴氣咀的高度、隔板的選位和尺寸等，榀查出一些重要因素并給予調節，這樣就避免了諸如臭氧氣流的短流現象的接觸池機能故障，確保臭氧有充分的時間與有機生接觸，提高處理效果。

　　生物GAC濾池處理
　　水經后臭氧處理后流入GAC（顆粒活性炭）濾池處理GAC有個特性就是細菌作用．在GAC上游的處理工序中，水中有機物，包括農藥，被分解后，便形成某些其它物質．而這些物質則是細菌的食物源．這些物質必須從處理水中去除，否則它們在配水管中就會滋生細菌。為了解決這個問題，可在GAC濾池中使炭粒保持存活非致病菌，當降解的有機物經過濾池時，利用這些非病原菌消耗掉那些能滋生細菌的物質，處理水在GAC濾池中停留15~30分鐘，最后清水用氯或氯胺進行消毒。

　　GAC服務
　　安格蘭水司的專業技術人員經過數年的研究、實踐、對該公司水處理工藝積累了豐富的管理和運行經驗。尤其在濾池管理方面能提供咨詢服務。根據計算機模擬的濾池工況和對炭料柱的快速測試的各種情況，優化出炭再生的最大間隔，這樣可以大幅度節約處理費用。
　　濾池的運行人員可以把實際的原水水樣，或者是他們的分析結果，輸入安格蘭公司的計算機模型，然后就可以向他們推薦最合適的炭料。串聯還是并聯等均可評價。安格蘭水司不僅提供咨詢，還可以到現場提供濾池的運行管理服務，包括炭的再生。用安格蘭的實際經驗結合計算機的模擬技術，可滿足現有設施和新建水廠的設計需要。
　　安格蘭水司的GAC——臭氧技術在世界各地得到了應用。大部分用戶是由于他們的原水受到了藻類污染，色度高，尤其是腐殖質和農藥濃度高的地區，安格蘭水司在解決自已上述的一些水質問題的同時，作為一個提供水處理技術的服務單位，不僅能使用戶滿意，而且還得到了英國政府及歐共體的水質標準。

劉萬福　　譯　　　　王淑芳　　校　　

本文載自《科技情報》第96-6期
　　　　天津市自來水公司科學技術情報站
　　　　　　　　　　　　　1996年11月