飲用水處理的未來(lái)趨向
論文類(lèi)型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 1997-01-01 |
來(lái)源 | New World Water | ||
作者 | 楊福才,編譯 | ||
摘要 | 一、前言 用戶(hù)用水要求的一個(gè)是水量,再一個(gè)是水質(zhì)。居民增加,飲用水水量也要增加,使尋找水源變得困難,以致于更加大成本。美國(guó)許多城市如加州、得克薩斯州等由于原水缺乏,就得要用再處理水做藻溉水,以后此種水也可能作為水處理的原水用,這種情況也只能在暖和地區(qū)采用。 城市人口增 ... |
一、前言
用戶(hù)用水要求的一個(gè)是水量,再一個(gè)是水質(zhì)。居民增加,飲用水水量也要增加,使尋找水源變得困難,以致于更加大成本。美國(guó)許多城市如加州、得克薩斯州等由于原水缺乏,就得要用再處理水做藻溉水,以后此種水也可能作為水處理的原水用,這種情況也只能在暖和地區(qū)采用。
城市人口增長(zhǎng),使得工業(yè)生產(chǎn)也隨之增長(zhǎng),以致水源更趨惡化。
在居民方面越來(lái)越要求優(yōu)質(zhì)的飲用水,他們寧愿多花些錢(qián),也要甜美可口的飲用水。因此瓶裝水有了一定的市場(chǎng),美國(guó)南加州估計(jì)有一半人飲用瓶裝水。
二、規(guī)定
飲用水規(guī)定使供應(yīng)的飲用水面臨著需要優(yōu)質(zhì)的水質(zhì)監(jiān)督部門(mén)的壓力,EPA(美國(guó)環(huán)保局)1986年頒布了安全飲用水規(guī)則(SDWA)的修正案,規(guī)定83種污染物和25種附加污染物,并規(guī)定每三年修正一次。這個(gè)規(guī)則規(guī)定的大部分污染物是屬于化學(xué)物質(zhì)的。EPA又在表面水處理規(guī)則(SWTR)內(nèi),規(guī)定腸梨形蟲(chóng)(Giardia lamblia)和軍團(tuán)菌屬處理要求,和在總大腸菌規(guī)則(TCR)內(nèi),訂立總大腸菌處理要求,且也為隱孢子蟲(chóng)處理也在SDWA內(nèi)做了規(guī)定。
消毒副產(chǎn)物為附加25種污染物的一部分,其中困難的是平衡化學(xué)物質(zhì)和微生物的風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)付飲用水管理單位所施加的壓力,使得EPA于整個(gè)1993年和1994年中間通過(guò)協(xié)商方式提出消毒一消毒付產(chǎn)物(D-DBP)的規(guī)定和增強(qiáng)表面水處理法則(ESWTR)。特別是將隱孢子蟲(chóng)傳染病放在協(xié)商的規(guī)則首位。有關(guān)人體健康的規(guī)定極端復(fù)雜,這是由于長(zhǎng)期的化學(xué)物質(zhì)給予的風(fēng)險(xiǎn)和短期的微生物傳染的風(fēng)險(xiǎn)交替出現(xiàn)的原故。更加上微生物傳染的風(fēng)險(xiǎn)用已經(jīng)評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)方法,還不容易弄清楚和定出其特性。
作為對(duì)D-DBP處理協(xié)商結(jié)果,EPA提出一組法則,訂立微生物和D-DBP所帶來(lái)對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)定。這些法規(guī)規(guī)定了D-DBP處理要求,提出ESWTR,提出信息收集規(guī)則(ICR)和未來(lái)地下水消毒規(guī)則。ICR參數(shù)在這些協(xié)議中如何使用尚不太清楚,但是它基本能夠平衡微生物和D-DBP所給予的風(fēng)險(xiǎn)。
由于增加了一些有關(guān)的微生物,EPA應(yīng)為從化學(xué)污染物到微生物排列的方式重新安排前后次序,重新排列次序?yàn)槲⑸铮璂BP,即首先應(yīng)考慮微生物的處理。幾乎所有規(guī)定的一切化學(xué)污染物條目要停止使用,將來(lái)在提出化學(xué)污染物規(guī)定以前,需通過(guò)非常嚴(yán)格的審查,才能予以確定使用規(guī)定。
將來(lái)飲用水所用消毒劑,就不能只限定氯劑,要增加其他不同的消毒劑。當(dāng)前有十萬(wàn)個(gè)城市的水廠(chǎng),它們70%還是用氯劑做主要消毒劑。然而在D-DBP規(guī)定和ESWTR規(guī)定中,已提出要求臭氧一過(guò)氧化氫、氯劑一氯胺和二氧化氯的使用。但現(xiàn)在有多少自來(lái)水廠(chǎng)不使用氯劑轉(zhuǎn)而使用其他消毒劑,及這些水廠(chǎng)使用了哪些消毒劑還不太消毒?,F(xiàn)在有更多新的技術(shù)如等離子體射線(xiàn)(plasma beam)和輻射光線(xiàn)也都已為除去隱孢子蟲(chóng)做研究。但是這些新技術(shù)要在大型水廠(chǎng)上應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)。
先進(jìn)技術(shù)如顆活性炭(GAC)和膜技術(shù)的應(yīng)用,以后會(huì)增加使用領(lǐng)域。但是這些先進(jìn)技術(shù)的使用和上面所述的消毒劑相比,就必須先有特殊的先決條件。使用GAC要有兩個(gè)特殊應(yīng)用條件,一是水廠(chǎng)在現(xiàn)有濾床上加鋪GAC,目的是控制水中的味和嗅,二是水廠(chǎng)采用GAC,目的是則應(yīng)是去除由于工業(yè)污染造成的主要合成有機(jī)污染物。但現(xiàn)在有多少水廠(chǎng)應(yīng)用GAC,且它們使用效果如何尚不消毒。膜的使用也有特殊條件。MF(微濾)一開(kāi)始出現(xiàn)就作為新技術(shù)沖擊了傳統(tǒng)的過(guò)濾技術(shù)。這種膜技術(shù)到現(xiàn)在還主要用于小型水廠(chǎng)上。反滲透仍應(yīng)用在藻溉上,以后也可作為回用水在水廠(chǎng)上應(yīng)用。
供水單位也致力于其處理設(shè)施的可靠性。由于人為錯(cuò)誤或機(jī)械損傷,或者兩者都有,造成了過(guò)去很多暴發(fā)疾病的發(fā)生。增加用水的可靠性,包括運(yùn)行管理、運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)和事故報(bào)告等的加強(qiáng)。供水單位還要在水廠(chǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)上添設(shè)更多的設(shè)施。這些設(shè)施是補(bǔ)充設(shè)備和關(guān)鍵部位的后備設(shè)備,和混凝投加部位和消毒部位等。另外運(yùn)轉(zhuǎn)期間要多加監(jiān)測(cè)點(diǎn),和多增加濁度儀數(shù)目。
在水處理設(shè)施上要增加顆粒計(jì)數(shù)器作為監(jiān)測(cè)水廠(chǎng)運(yùn)行儀器,顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)濾池熟化(ripening)和穿透的分析是很有用的儀器。要增加有機(jī)碳(TOC)分析儀,以量測(cè)DBP母體消除狀況。也要增加更多一些事故報(bào)警點(diǎn)。在處理設(shè)施上還要多添一些監(jiān)測(cè)一事故報(bào)告點(diǎn),以便及時(shí)提出運(yùn)行當(dāng)中發(fā)生的干擾事故。
水廠(chǎng)需要訂立處理意外事故的措施計(jì)劃。此計(jì)劃訂立不只是水廠(chǎng)本身的職責(zé),還應(yīng)包括當(dāng)?shù)赜喠⒐┧?guī)程的負(fù)責(zé)單位,更重要的是要包括當(dāng)?shù)氐男l(wèi)生保健部門(mén)。
四、監(jiān)測(cè)儀器的變更
水處理設(shè)施直接監(jiān)測(cè)的儀表也要變化。在化學(xué)物質(zhì)方面,改進(jìn)氣象色譜儀/質(zhì)譜儀(GC/MS)分析方法及改進(jìn)其他探查儀表,可連續(xù)降低探測(cè)限度和數(shù)量要求。另外改進(jìn)GC/MS方法,使能夠只用一個(gè)單一方法分析更多的化學(xué)物質(zhì)。例如,用當(dāng)前認(rèn)可的EPA飲用水分析規(guī)定,對(duì)于一切需要的農(nóng)藥試驗(yàn),必須使用六個(gè)不同的試驗(yàn)方法,而將來(lái),只用一個(gè)單一方法就能夠用于一切需要試驗(yàn)的農(nóng)藥及化學(xué)農(nóng)藥的整個(gè)領(lǐng)域。由于減少了分析方法,實(shí)際上使供水單位監(jiān)測(cè)費(fèi)用降低。
篩分試驗(yàn)和免疫試驗(yàn)的應(yīng)用,能夠使供水單位有能力多次重復(fù)試驗(yàn)以節(jié)省費(fèi)用。這種試驗(yàn)由于以上優(yōu)點(diǎn)比之GC/MS分析方法優(yōu)越。免疫試驗(yàn)?zāi)苡靡院Y分原水水質(zhì),以決定是否在水處理設(shè)施上投加粉末活性炭(PAC)。免疫試驗(yàn)已為EPA做的固體污水程序編制認(rèn)可,它也為飲用水程序編制同意。
微生物分析方法將來(lái)也要有改旱災(zāi)。例如,葛第蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)免疫熒光試驗(yàn)方法與微生物和化學(xué)分析方法相比,就不是那么可靠和有那么的重復(fù)性??煽啃圆詈椭貜?fù)性缺乏的分析方法就供水單位來(lái)說(shuō)是一個(gè)障礙,因?yàn)楣┧畣挝幻鎸?duì)當(dāng)前由于隱孢子蟲(chóng)引發(fā)的突然疾病的增加,需要更補(bǔ)加去除規(guī)定的社會(huì)壓力?,F(xiàn)在許多地方對(duì)原生動(dòng)物分析方法的研究已在進(jìn)行。研究方法采用了聚合酶鏈反應(yīng)(polymerse chain reaction)、流動(dòng)園量法(flow cytoFtia metry)、電旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)(elctrorotation assay)、自動(dòng)顯微鏡、UV-VIS光譜儀、免疫磁性珠(immunomagnetic bead)、激光和許多其他截?cái)嗉夹g(shù)分析器(cutting technology amalytical tool)等分析方法。我們到現(xiàn)在還不知道哪種方法應(yīng)是水廠(chǎng)和商用試驗(yàn)室廣泛使用的優(yōu)良方法。在試驗(yàn)室得到的期望結(jié)果,還沒(méi)有實(shí)際得到重復(fù)驗(yàn)證。這種有著潛能的新生原生動(dòng)物分析方法,無(wú)疑地定能增進(jìn)細(xì)菌和病毒的分析效果。
五、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定整體化
EPA已將飲用水標(biāo)準(zhǔn)、飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其他各種水處理措施結(jié)合成為一個(gè)整體考慮,作為未來(lái)處理發(fā)展的一個(gè)趨向。一般飲用水的各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)是分開(kāi)訂立的,這就給飲用水處理增加了困難,且不容易解決水質(zhì)上遇到的問(wèn)題。例如,許多飲用水供應(yīng)單位加鋅-正磷酸鹽作為防腐劑以滿(mǎn)足規(guī)章對(duì)水中的鉛和銅的限定要求。但一些情況是,這樣防腐劑會(huì)使污水處理廠(chǎng)所處理的水中會(huì)含有過(guò)多鋅的煩惱問(wèn)題,一般排放處理后的水,鋅的含量要降到最低,以防止魚(yú)類(lèi)中毒。如何既使影響人體健康的鉛減到最少,又要保護(hù)魚(yú)類(lèi)免受鋅的毒害的兩方面狀況做到平衡,這種問(wèn)題就需要在將來(lái)的規(guī)定中予以很好的整體性考慮。
供水單位必須考慮,由于水處理法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格,用戶(hù)對(duì)水質(zhì)要求越來(lái)越高,因此他們對(duì)飲用水的處理手段和監(jiān)測(cè)設(shè)施方法就需要有更大的變化。所以在不久的將來(lái),對(duì)各種處理技術(shù)和新的分析方法,要建立更多法則,而使出現(xiàn)的例外情況不能解決的問(wèn)題減少。自來(lái)水公司必須繼續(xù)采用新的儀表,以滿(mǎn)足高質(zhì)量飲用水的需要。
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