黃曉東
(深圳市水務＜集團＞有限公司， 廣東深圳 518031)

　　中圖分類號：TU991
　　文獻標識碼：D
　　文章編號：1000-4602(2002)09-0091-02

　　美國水工協會(AWWA)下設的消毒委員會針對消毒及相關問題于1998年進行了第三次大范圍的調查［共向596座大、中型水廠發出調查表，其中服務人口為(1～5)萬的水廠457座，服務人口為10萬以上的139座］。這次調查的主要目的是掌握自“地表水處理法案”(SWTR)實施以來自來水行業消毒及相關工藝的變化情況，以及在實施“過渡性強化地表水處理法案”和“第一階段消毒及消毒副產物法案”前水廠在消毒方面的基本狀況。

1 原水情況

　　被調查水廠所用源水為河水、湖水、水庫水、地下水等，并且大多數水廠使用兩種以上的水源。根據調查，原水中堿度、氨氮、溴化物、TOC、總三鹵甲烷生成勢和UV₂₅₄等主要水質指標的平均濃度分別為103mg/L、0.31mg/L、0.07mg/L、6.02mg/L、194.4μg/L和0.117cm^-1。
　　30min需氯量(游離氯)的調查結果表明(需氯量是反映原水中微生物和可氧化物多少的一個指標)，需氯量為0～2、2～4、4～6、6～8及8mg/L以上的水廠所占比例分別為53%、31.1% 、9.2%、2.6%和3.3%。84座對原水中賈第蟲進行檢測的水廠有24座檢測出賈第蟲(中值為46.5個孢囊/L)。83座對原水中隱孢子蟲進行檢測的水廠有17座檢測出隱孢子蟲(中值為50個卵囊/L)。

2 水處理工藝

　　表1概括了被調查的大、中型水廠中各種單元處理工藝的采用情況。
　　調查表明，大、中型水廠(服務人口＞10000)使用最多的過濾工藝是雙層濾料濾池和石英砂濾池(所占比例分別為54.7%和23.5%)，只有14.1%的水廠使用三層濾料濾池。也有一小部分水廠在濾池中使用了活性炭(其中17.6%的水廠是在石英砂濾料上加顆粒活性炭，3%的水廠在濾池中完全使用活性炭作濾料)，另有5座水廠打算將現有濾池改為顆粒活性炭濾池或生物活性炭濾池。

表1 各單元工藝采用情況　　 %? 工藝 使用比例 工藝 使用比例 過濾 84.6 消毒接觸池 38.3 清水庫 82.6 預氧化 27.4 絮凝 70.6 升流式固體澄清池 24.4 加氟 69.7 軟化 18.4 腐蝕控制 67.2 原水儲存或預沉淀 17.9 沉淀 65.2 曝氣或吹脫 16.4 混合池 61.2 其他 12.4 注： 其他指再碳酸化、活性炭、粉末活性炭和高錳酸鉀。

3 消毒劑

　　表2反映了過去30年中大、中型水廠所用消毒劑的變化情況。

表2 各種消毒劑的使用情況　 % 消毒劑 1978年 1989年 1998年 氯氣 91 87 83.8 氯氨 　 20 29.4 次氯酸鈉 6 7.12 20.3 二氧化氯 1 4.5 8.1 臭氧 　 0.37 5.6 其他 2 0.75 1.0 注： 其他指次氯酸鈣和高錳酸鉀。

　　由表2可以看出，1998年氯氣的使用比例分別比1978年和1989年下降了7%和3%，而次氯酸鈉和氯氨的使用比例明顯上升。雖然二氧化氯和臭氧的使用也呈上升趨勢，但總體上講氯系消毒劑(氯氣、氯氨和次氯酸鈉)的主導地位沒有發生變化。
　　在氯氨消毒的58座水廠中，有42座水廠是氯后加氨(占72.4%)，加氨的平均滯后時間為25.7min；有6座水廠是氯前加氨，加氯的滯后時間為7.min(占10.3%)；還有6座水廠同時加入氯和氨(占10.3%)，另外4座水廠則在其他位置加氨(如原水、管網，所占比例為7%)。氯與氨的平均投加比為4.2∶1。?

4 處理水質

　　表3是水廠出廠水水質的統計數據。

表3 出廠水水質統計 項 目 中值 平均值 堿度(mg/L) 54 71 氨氮(mg/L) 0.5 0.4 異養菌平板計數(個/mL) 1 4.2 pH 7.7 7.7 溫度(℃) 15 15 總有機碳(mg/L) 1.9 2.1 濁度(NTU) 0.09 0.15

　　被調查水廠管網水中游離氯的平均值是1.0mg/L，總氯的平均值是2.4mg/L。二者的最大值分別是7.5mg/L和12mg/L，都超過了EPA新近制定的4.0mg/L的最大值標準。采用二氧化氯消毒的水廠管網水殘余二氧化氯的濃度平均值是0.26mg/L。
　　美國環保局新的水質標準要求出廠水中三鹵甲烷濃度＜80μg/L、鹵乙酸濃度＜60μg/L。調查顯示，大多數大、中型水廠的出水能達到此標準要求，而且許多水廠出水中的三鹵甲烷和鹵乙酸含量甚至低于目前還在論證的第二階段40μg/L和30μg/L的標準要求。原水中含有溴化物且用臭氧消毒時會產生溴酸鹽消毒副產物，調查表明水廠出水可以達到溴酸鹽含量＜10μg/L這一新的水質標準。
　　對采用二氧化氯消毒的水廠而言，亞氯酸鹽和氯酸鹽是主要的消毒副產物。即將實施的新的亞氯酸鹽標準為0.8mg/L，而且未來還可能對氯酸鹽提出控制標準。統計顯示，大、中型水廠出廠水和管網水中亞氯酸鹽的平均濃度分別為0.29、0.42mg/L，出廠水和管網水中氯酸鹽的平均濃度分別為0.16mg/L和0.27mg/L，出廠水中亞氯酸鹽和氯酸鹽的最大濃度分別為1.14、1.24mg/L，管網中二者的最大濃度分別為1.24、0.98mg/L。這說明采用二氧化氯消毒，出廠水和管網水中亞氯酸鹽存在超標的可能性。
　　另外，在一小部分水廠的出廠水中還檢測出賈第蟲和隱孢子蟲，其中檢測出賈第蟲的水廠是11座，檢測出隱孢子蟲的水廠是10座，中值均為1個/L。

5 其他問題

　　水廠最經常遇到的問題是發生異常嗅味，調查中有88座水廠(約占40%)以此為答案。其中約50%水廠認為自來水的異常嗅味是由水源的土腥味和霉味引起的，對這類情況最常用的解決辦法是投加粉末活性炭或高錳酸鉀，其他方法包括采用顆粒活性炭過濾、在水庫中投加硫酸銅和預氯化。在異常嗅味中氯味發生的頻次排在第二位(有10座水廠，占4%)。
　　其次是如何保持管網水中消毒劑的余量。有48家水廠(占20%)持此看法，他們最常采用的解決方法是沖洗、增加投量、中途補加氯和改善加氯控制等。
　　居第三位的問題是管網的腐蝕及腐蝕物的沉淀，選擇這類問題的有26座水廠(占10%以上)。其解決辦法是投加磷酸鹽抑制劑、調整pH值或堿度及進行干管的沖洗。
　　有15座水廠(占7%)認為異養菌的過量生長和硝化細菌的滋生導致氯耗增加是經常遇到的技術難題。對管道進行沖洗是應對這一問題的第一選擇方案，增加加氯量應是第二選擇方案，同時他們認為在硝化細菌滋生時應增加氯氨比。?

6 結語

　　綜上所述，此次調查的大多數水廠的出水水質良好，但也存在諸多問題。為此，許多水廠(95座約占50%)期望對現有處理工藝進行變革以滿足未來日益嚴格的水質標準。他們考慮最多的辦法是采用臭氧、二氧化氯或氯氨等替代消毒劑。?

　　電　　話：(0755)2137888×2650
　　收稿日期：2002-06-03