大家好,我今天讲的内容是饮用水水质与水处理技术发展动态。首先介绍第一个内容,饮用水源水质。我们知道水主要是在一定条件下,在海平面蒸发,其中百分之九十又回到海里,有百分之十迁移到大陆,在一定的条件下,形成降雨。然后形成地面径流,然后又回到海里,形成了水的自然循环。由于水是良好的溶剂,在自然循环过程中,会引入一些杂质,这部分杂质是天然的杂质。此外,水在取水水处理、人们使用、使用之后经过污水处理、然后经过回用,形成了水的社会循环。在水的社会循环过程中,也会引入一些杂质,这个主要是引入一些污染物质。水的自然循环和社会循环,两个在一起呢,构成了水的循环。
据统计,淡水占全球水总储量的百分之二点五三,其中可利用的淡水仅占淡水总量的百分之零点三四。所以一九九六年联合国警告:二十一世纪将面临严重缺水现象,在最近结束的约翰内斯堡可持续发展世界首脑会议上,将水危机列为未来十年人类面临的最严重危机之一。我国水资源有三个主要特点:一个是水资源短缺,我国水资源人均拥有量仅为世界平均值的四分之一。第二在时空上分布不均匀,北方严重缺水。此外,水质污染,据统计,百分之九十以上的城市水源受到不同程度的污染。综合这三个方面的因素,形成水危机或者水质灾害。据估计,由于水质造成的这样的影响,可能不亚于洪涝灾害。
这是2000年我国对河流的污染情况进行的调查结果,从这个图里可以看出,能够直接作为饮用水源的一类和二类水,仅仅占百分之二十—百分之三十,而很大一部分是大于三类的水质。随着我国城市人口不断增加,对饮用水的需求量不断加大,因此,开发三类和三类以上的水源势在必行。此外,在最近中国工程院所进行的中国可持续发展水资源战略研究这个课题中,对我国的污水处理率进行了规划:从一九九七年的百分之十三点四,到二零五零年计划要达到百分之九十五。但是,污水的排放量也随之增加。如果按城市废水排放的有机物总量来进行计算的话,在这些年中,它的有机复合变化不是很大。因此,对水源的污染,或者对水环境的污染还难以减轻。所以这是由于污水处理率虽然在增加,但污水排放总量也在增长,所以使得污染复合总量削减有限。
所以,基于我国水环境可能在短期内好转,如果不同步发展饮用水除污染设施,那么饮用水水质可能要长期受到影响。因此,需要制定饮用水除污染设施的发展规划和投资计划,饮用水水质问题主要可以分为以下几个方面:第一个就是微量有机污染物;第二藻类及其代谢产物,包括藻毒素、嗅味、氯化消毒副产物 致病微生物,有机物对胶体的保护作用,稳定性铁锰、色度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐等以及管网微生物的再繁殖和一些二次污染。我们进一步介绍,水中污染物对水质的影响。
首先是微量的有机污染物,它具有浓度低,毒性大等特点。有些有机污染物,具有致癌、致畸、致突变的作用。有些是内分泌干扰物质,比如说杀虫剂、塑化剂、还有有些烷基酚等等,被认为对人的生殖系统有破坏作用,或提前或者是延迟青春期的时间。藻类及其代谢产物,由于我国无水处理率比较低,富营养化现象比较严重,藻类过量繁殖,有些水体,藻类甚至达到每升几千万个。藻类它不但影响常规水处理的处理效果,而且在氯化消毒过程中,会与氯作用生成氯化消毒副产物。藻类在代谢过程中,会产生藻毒素直接危害人体健康。
嗅味可以来自两方面,一方面是由于化学污染物引起的嗅味,比如说氯酚和硫化物等,还有是藻类代谢产物。由于嗅味在很低的浓度下,就可以被人们感觉出来,因此嗅味对水质的影响是比较大的,也是比较普遍的,很多嗅味难以被现行的常规给水处理工艺去除。另一个需要注意的就是有机物在消毒过程中,与氯 作用生成有害的副产物。在消毒过程中,氯除了与水中的致病微生物,细菌病毒等作用之外,还有可能与水中的天然有机物及有机污染物作用,这些成分,被称为氯化消毒副产物的前质,一方面生成一些醛或有机酸等,另一方面生成卤代副产物,总量用TOX表示。其中包含挥发性的三氯甲烷和难挥发性的卤乙酸。致病微生物也是影响水质的一个重要的方面,如贾第虫 隐孢子虫。这些成分难以被现行的氯消毒工艺灭活,因此严重影响水质。
此外,有机物对胶体的保护作用,越来越引起人们的关注,因为我国水土流失比较严重,流失率高达百分之三十,所以水中有机物浓度偏高。据报道,天然有机物浓度增加三毫升,以TOC计 投药量需要增加约5倍。这不仅仅是增加了水厂的药耗,而且,由于投药量增高,使剩余铝的浓度比较高,而剩余铝与老年痴呆症相关。所以这样对水质构成比较大的影响,这方面已经开始进行限制。
再一个就是有机络合性的铁锰,与地下水中的铁锰不同。地表水中铁锰与有机物络合难以去除。因此,水源受到污染,铁锰和有机物络合使它在水中更加稳定,给水厂中剩余的微量铁锰会使水的色度增加,影响水的感官指标。此外,水源的污染,会使水中一些含氮的化合物增高,氨氮在一定条件下,它和氯作用会生成氯氨,从而消耗氯影响消毒效果。在一定条件下,氨会被转化成亚硝酸盐,由于亚硝胺是毒性比较大的成分,因此对人体有害。
另一个需要注意的就是可生物同化有机物。水消毒之后,细菌在输配过程中,仍会再度繁殖,这种水在生物学上认为是不稳定的,将水中能为细菌繁殖提供条件的有机物去除,使细菌不能再度繁殖。这样认为水是具有生物的稳定性,因此,去除水中可生物同化的有机物,有利于保证管网的水质。