李 星 楊艷玲 李圭白
（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 市政環(huán)境工程學(xué)院）

　　城市飲用水的微生物學(xué)安全性，是安全飲用水的首要目標(biāo)責(zé)任制，因?yàn)樗奈⑸鷮W(xué)安全性不符要求，會(huì)導(dǎo)致水介傳染病的爆發(fā)，對(duì)人們的生命健康構(gòu)成重大威脅。
　　水介病原微生物有病毒、細(xì)菌、原生動(dòng)物和蘭綠藻四類(lèi)。在城市自來(lái)水廠中，現(xiàn)行的水處理工藝（混凝、沉淀、過(guò)濾，可去除絕大部分，殘余的通過(guò)氯消毒可得到比較徹底的殺滅?；炷恋?、過(guò)濾和氯消毒是保證處理效果的三級(jí)屏障。
　　對(duì)于病原病毒，如骨髓灰質(zhì)炎病毒、甲型肝炎病毒等，由于氯消毒對(duì)病毒的滅活效果較差，所以上述水處理工藝的處理效果要比病原菌低。強(qiáng)化混凝、沉淀和過(guò)濾是提高效果的有效途徑，因?yàn)樗胁《镜暮颗c水的渾濁度相關(guān)，強(qiáng)化混凝沉淀和過(guò)濾能使濾后水的渾濁度大大降低，如降到0.5NTU以下，則水中病毒的含量將大為減少，再經(jīng)后續(xù)氯消毒，可使病毒得到有效滅活，使飲用水的安全性得到保證。在去除病原病毒過(guò)程中，混凝沉淀、過(guò)濾和氯消毒也是構(gòu)成去除和滅活病毒的三級(jí)屏障，無(wú)凝其中過(guò)濾對(duì)降低水的混濁度起到特別重要的作用。
　　對(duì)于病原原生動(dòng)，由于氯消毒對(duì)痢疾內(nèi)變形蟲(chóng)包囊、賈第蟲(chóng)包囊和隱孢子蟲(chóng)卵囊等不能有效殺滅，故上述水處理工藝只有混凝沉淀和過(guò)濾二級(jí)屏障對(duì)去除病原原生動(dòng)物有效，其中過(guò)濾是最后一級(jí)屏障，起著把關(guān)的作用。病原原生動(dòng)物的致病能力很強(qiáng)，例如據(jù)報(bào)導(dǎo)，1升飲用水，只要含有1個(gè)隱孢子蟲(chóng)卵囊，就可使人致病。所以，從衛(wèi)生學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)濾池工作時(shí)不得泄漏應(yīng)嚴(yán)格要求。
濾池在去除蘭綠藻的水處理工藝中，也起重要作用。
　　我國(guó)城市自來(lái)水廠中的濾池大都采用固定床向下過(guò)濾方式。這種濾池周期性地進(jìn)行過(guò)濾和反沖洗操作，即當(dāng)過(guò)濾相當(dāng)時(shí)后，濾層被截留下來(lái)的雜質(zhì)堵塞，便需對(duì)濾層進(jìn)行反沖洗；濾層經(jīng)反沖洗將雜質(zhì)清除后，便可重新進(jìn)行過(guò)濾。濾層反沖洗時(shí)，絕大部分雜質(zhì)污物被反沖洗排出池外，但仍有少量雜質(zhì)滯留在濾層中，當(dāng)濾層重新過(guò)濾時(shí)，滯留的雜質(zhì)便會(huì)隨水流出，致使出水渾濁度較高，這部分水稱為被濾水。由于初濾水含有濾層中的雜質(zhì)，其中可能有病原原生動(dòng)物的包囊和卵囊，所以初濾水在衛(wèi)生學(xué)上是不安全的。初濾水一般持續(xù)20-30分鐘后，濾池出水濁度便可降至目標(biāo)值。圖1為濾池出水濁度在一個(gè)過(guò)濾周期里的變化情況。由圖可見(jiàn)，濾池出水濁度在初濾水后可持續(xù)很低的數(shù)值，直到濾層被濁質(zhì)穿透。這時(shí)出水濁度開(kāi)始升高，表明出水衛(wèi)生安全性降低，濾池應(yīng)結(jié)束過(guò)濾進(jìn)行反沖洗。

　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)飲水衛(wèi)生安全性的要求愈來(lái)愈高，所以有必要從飲水衛(wèi)生安全性的角度對(duì)濾池型式和操作方式重新進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　首通快濾池的出水管上一般設(shè)有排放濾水的管道，傳統(tǒng)的操作程序是濾池反沖洗后恢復(fù)過(guò)濾時(shí)，先排放被濾水，等初濾水濁度降至目標(biāo)值時(shí)，再關(guān)閉初濾水閥門(mén)，同時(shí)打開(kāi)清水管閥門(mén)，使出水流入清水池。但在上世紀(jì)50-60年代，為了節(jié)水，大多數(shù)水廠不再排放初濾水，而使初濾水也流入清水池，與池水混合，由于初濾水量只占過(guò)濾總量的數(shù)十分之一，所以混合后的水的濁度一般不會(huì)超標(biāo)，由于當(dāng)時(shí)人們關(guān)注的水質(zhì)指標(biāo)主要是大腸桿菌指數(shù)，總細(xì)菌數(shù)以及濁度（其它水質(zhì)指標(biāo)一般都能符合標(biāo)準(zhǔn)要求），在這些指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下便認(rèn)為飲水是足夠安全的。這種“節(jié)水”經(jīng)驗(yàn)推廣以后，有的水廠在新建濾時(shí)甚至將初濾水管取消。但是，自從病毒及病原生動(dòng)物的消毒問(wèn)題提出以后，對(duì)以降低飲水衛(wèi)生安全性為代價(jià)的不排放初濾水的“節(jié)水”措施，便有質(zhì)疑的必要了。
目前，以替代水質(zhì)指標(biāo)——濁度作為判定水中懸浮物的主要參數(shù)，其實(shí)這是不完善的，因?yàn)闈岫鹊臏y(cè)定與很多因素有關(guān)，濁度的檢測(cè)原理，濁度儀的工作原理，濁度儀的光源，濁度儀的檢測(cè)極限，膠體和懸浮顆粒的粒徑分布等都對(duì)測(cè)得的濁度值產(chǎn)生重大影響。
大多數(shù)濁度儀能夠有效檢測(cè)由膠體粒徑范圍的顆粒（主要為小于1μm）所產(chǎn)生的濁度，而對(duì)于粒徑較大的懸浮顆粒（主要為大于1μm），其檢測(cè)靈敏度則隨著顆粒粒徑的增加而明顯下降，對(duì)濁度值的貢獻(xiàn)明顯減小，此時(shí)濁度值已不能準(zhǔn)確反映出水中顆粒物質(zhì)的含量。較大顆粒在顆粒物質(zhì)含量中所占的重量要遠(yuǎn)大于小顆粒的；盡管大顆粒比較容易去除，但少量大顆粒的存在就會(huì)使水中顆粒物質(zhì)含量發(fā)生很大變化。
　　濁度儀的種類(lèi)和型號(hào)，以及待測(cè)定懸浮顆粒的特性對(duì)測(cè)得的濁度值都會(huì)產(chǎn)生極大影響。圖2所示的結(jié)果是采用濃度相同（均為1mg/L），但顆粒粒徑從0.25μm——到6μm的一系列乳膠懸浮液標(biāo)準(zhǔn)樣品，每次使用一種單一粒徑的懸浮液，用美國(guó)HACH公司的兩種型號(hào)濁度儀進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。一種是基于測(cè)定90°角散射光的2100A型濁度儀，另一種是比例濁度儀（43900/XR型），其濁度輸出值是基于測(cè)定的90°角散射光與測(cè)定的向前散射光和透射光的加權(quán)和的比值。這兩種濁度儀分別用相同的濁度標(biāo)準(zhǔn)液（9和18NTU）進(jìn)行了標(biāo)定。由圖可見(jiàn)，比例濁度儀的測(cè)定值遠(yuǎn)高于2100A型散射濁度儀的。當(dāng)顆粒粒徑大于約1μm時(shí)，兩種型號(hào)濁度儀測(cè)定的濁度值都明顯地低于顆粒粒徑小于約1μm時(shí)的結(jié)果；對(duì)于更大粒徑的顆粒，測(cè)得的濁度值更小。

　　以上的現(xiàn)象表明，懸浮液所產(chǎn)生的濁度值與顆粒粒徑有很大的關(guān)系。由于顆粒粒徑的不同所產(chǎn)生的濁度值的差異是非常大的，因此用濁度測(cè)定法很難反映出懸浮液含有的顆粒物質(zhì)的實(shí)際情況。
　　對(duì)于濁度很低的處理后水，可認(rèn)為已在很大程度上去除了原水中的顆粒污染物，病原微生物也同樣被大部分去除。但經(jīng)?？稍陲嬘盟袡z測(cè)到少數(shù)具有抗藥性的微生物，如賈第蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)等；由于這些微生物直徑在幾個(gè)微生物，如賈第蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)等；由于這些微生物直徑在幾個(gè)微米，對(duì)于含有一定膠體顆粒物質(zhì)的水，它們將不會(huì)對(duì)濁度產(chǎn)生較大影響，所以，非常低的濁度值可能不意味著處理后的水不存在這樣的微生物?；谕瑯拥脑颍浅５偷臐岫戎?，也許不是飲水衛(wèi)生安全性的可靠保證。
筆者認(rèn)為，為提高飲水衛(wèi)生安全性，在操作上應(yīng)恢復(fù)對(duì)初濾水的排放。為了節(jié)水，可將初濾水回收，送到投藥前或?yàn)V前重新處理。
有一類(lèi)濾池，例如無(wú)閥濾池、單向?yàn)V池、虹吸濾池、移動(dòng)罩濾池等，在工藝上就沒(méi)有排放初濾水的設(shè)施和步驟，應(yīng)該認(rèn)為在飲水衛(wèi)生安全性上是有缺陷的。這類(lèi)濾池用作工業(yè)用水處理比較合適。
　　還有一類(lèi)濾池，如雙閥濾池、V型濾池等，主要是由普通快濾池演變出來(lái)的，雖然它們一般不設(shè)排放初濾水的管道，在運(yùn)行中也不排放初濾水，但易于對(duì)其進(jìn)行改造，即在出水管上增設(shè)初濾水排放管，并在自控程序中增加排放初濾水的操作步驟，就能提高過(guò)濾水的衛(wèi)生安全性。
　　飲水水質(zhì)問(wèn)題現(xiàn)已成為社會(huì)的一個(gè)“熱點(diǎn)”，城市水工業(yè)也將水質(zhì)作為發(fā)展的中心課題，從飲水衛(wèi)生安全性的角度去考慮和評(píng)價(jià)水處理工藝技術(shù)，對(duì)城市給水處理的發(fā)展應(yīng)是有意義的。

參考文獻(xiàn)

　　1、許保玖，《給水處理理論》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000年。
　　2、Gregory, J. "A Simple Particle Monitor for Low-turbidity Waters", AWWA Water Quality Technology Conference, 1988.
　　3、李虹、李星等，“渾濁度及其測(cè)定和度量”，《給水排水》， VOL.19, NO.11,1993年。