05饮用水深度处理技术：王占生106
饮用水深度处理技术：王占生
三、深度处理
3、活性炭再生
当上海、广州、浙江、杭州、嘉兴地区大规模 采用O3-BAC工艺前，应在各地区设置活性炭 再生厂以便就地再生补充，为提高居民生活饮 用水水质服务。 O3-BAC工艺将广泛得到应用，工程投资约在 250元/m3/d左右，运转费0.2元0.3元/m3，在 当今水位每m31元2元之际增加0.20.3元应可 被接受。
三、深度处理
2、活性炭与生物活性炭 (2)两级O3-BAC
宁波自来水公司曾进行两级O3-BAC工艺试验， 在进水CODMn 5.6mg/L时： 一级O3-BAC（O3投量3.0mg/L）去除43％，出 水CODMn 为3.2mg/L； 二级O3投量1.5mg/L， O3-BAC在进水CODMn 为3.2mg/L时去除率达47％，出水达到1.7mg/L。 两级O3-BAC总去除CODMn约70%，较一级 O3BAC大有提高。
三、深度处理
4、膜技术的应用
(1)微滤、超滤 当原水水质好，且有浊度、细菌需去除的情况，如 清洁的水库水、泉水，此时微滤、超滤都将有好的 净化效果。 在地下水中硬度、硝酸盐超标时，采用纳滤膜能很 好地去除无机盐与有机污染。北京水源三厂进行着 有效的试验。天津郊区利用纳滤去除地下水中的氟 很有成效。 当附近无其他水源，远距离调水成本太高，目前取 水水源又遭到较为严重污染，即使增加 O3-BAC工 艺仍不能达标时，纳滤技术的应用将不可避免。
臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性，又可 除嗅、脱色，去除铁、锰，但往往结合后续深度处 理臭氧－活性炭时才采用。
二、水质预处理
2、投加吸附剂粉末炭
一般只有在消除冲击性污染时采用，因投加量需 1020mg/L，耗费较高（约需0.05元/m3左右）。
自来水深度处理技术
附能力强,无毒副作用等优点,应用日益广泛,在 欧洲和美国,凡水源水受到有机物污染的净水厂 大都采用活性炭技术.国内已有北京田村山水 厂 大庆石油化工总厂等建成了臭氧活性炭设 施[4].但是,上述不同处理单元所组成的组合工艺 用于生产性试验的研究尚未见报道,并且,针对不 同的原水有必要进行科学的试验论证,从而选择 合理的水处理流程.作者以南方某市自来水厂的 深度处理工艺为研究对象,考查该工艺对有机污 染物的控制能力.
O3+GAC 出水 2.4
8.5
0.038
60.8
出厂水
2.3
4.1
0.036
5.2
CODMn (mg/L)
8 6 4
2
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 试验序号
图 1 各单元出水 CODMn 测定结果
Fig.1 CODMn of each process unit effluent
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中国环境科学
22 卷
是因为 UV254 代表了含有芳香环结构或双键结 构的有机污染物,不易被陶粒上的生物膜降解,因 而对此类有机污染物的去除率较低.混凝 沉 淀 过滤对 CODMn 的去除率为 22.3%,对 UV254 的去除率为 51%,这主要是常规处理可将大分子 量 有 机 污 染 物 比 较 有 效 地 去 除 .O3+GAC 对 CODMn 的平均去除率为 49.8%,对 UV254 的去除 率为 60.8%,其主要原因是臭氧的强氧化作用可 以将大分子有机物变成小分子有机物,并对有机 物的－C=C－及苯环均有破坏力,使有机物的芳香 性降低或消失[7],而且,GAC 易于吸附苯类化合 物和小分子量腐殖质,对分子量在 500~1000 的 腐殖质可吸附面积达 GAC 吸附面积的 25%[8]. 这表明 GAC 对疏水性 紫外吸收强的有机物 吸附能力强,同时 GAC 表面的生物膜可以降解 分子量为 500 以下的有机物,胞外酶还可以降解 较大分子量的有机物,因此,O3+GAC 对 CODMn 和 UV254 均有较高的去除率.GAC 出水经加氯消 毒后出水的 CODMn 为 1.01~2.52mg/L,加氯对 CODMn 的平均去除率为 5.4%,对 UV254 的去除率 为 5.2%,这是因为氯的强氧化作用对 CODMn 和 UV254 又有少量的去除. 2.2 组合工艺各单元对 AOC 的去除
自来水的真相：业内人士称调查显示5成不合格
自来水的真相：业内人士称调查显示5成不合格2012年05月07日12:23财新网[微博]宫靖见习记者刘虹桥我要评论(197)字号：T|T[导读]十余年来最大规模的全国自来水水质普查，为什么最终悄无声息？“没有授权，我无法告诉你那个数字（饮用水实际合格率）。
”宋兰合对记者说。
转播到腾讯微博2011年12月21日，福建省福州市，马尾区马尾港附近的中铝瑞闽铝板带有限公司发生乳化液泄漏事故，大量的乳化液从生活区排污口流入闽江，预估入侵闽江2平方公里，而马尾旺岐自来水取水口就在六公里之外。
为保护水源地，铝厂百名工人奋战两日。
阿剑/CFP自来水有多重要？全国共计4000余家自来水厂，为4亿多县级以上城市居民，每天供应6000万吨自来水。
自来水水质如何？一个悖论：几乎所有饮用水界专家、学者都认为中国城市水质存在“安全隐患”；同时几乎没有一家水厂自检自测水质不合格。
哪个更接近真相？2007年底，国家发改委、卫生部、建设部、环保总局等多部委联合印发《全国城市饮用水卫生安全保障规划》，明确称：“全国近年抽检饮用水合格率83.4%。
”83.4%合格率，意味着不合格率超过15%，足以让人忧心，但不少业内人士认为，这仍然远远低估了不合格率。
上述数据所依据水样2000余份，仅是国内重点城市或少数城市水样，甚至不包括地级市水厂。
“无法代表全国情况。
”宋兰合告诉财新记者。
宋兰合是住房和城乡建设部城市供水水质监测中心（下称住建部水质中心）总工程师。
住建部是中国城市饮用水主管部委，水质中心专责监测水质。
宋兰合说，“中国水厂的问题，越往下越多。
”2009年下半年，为了“大致搞清”全国城市饮用水的水质状况，住建部水质中心作了一次全国普查：抽检范围扩大到县城以上的全部城市；交叉检测：“这个省可派那个省，那个省可派第三方省，但不能互派。
”宋兰合解释。
之所以交叉检测，是因为中国仅有两三个城市的水质监测单位独立于水厂，其余监测单位，哪怕是住建部水质中心的国家监测站和地方监测站，均由地方水厂内部水质监测部门担责，“两块牌子，一班人马。
王占生
王占生王占生专家单位：清华大学专家职位：博士生导师专家职称：教授专家领域：市政供水工艺技术、工业供水技术、供水管网技术与管理、饮用水水质安全技术与管理、城镇污水处理工艺技术、节水技术与管理、药剂、过滤器材、材料、给水设备、膜处理设备个人简历1933年7月生于上海。
1953年毕业于清华大学土木系给水排水专业，留校任助教。
1956年10月至1960年12月苏联列宁格勒建工学院研究生，1961年获苏联副博士学位。
回国后回清华大学工作至今。
主要从事教学与科研，曾任土木与环境工程系副主任、环境工程系副主任、环境工程研究所副所长、北京市政府专业顾问、全国给水排水专业指导委员会副主任、全国环境工程专业指导委员会副主任，现任水工业学会给水委员会副主任兼给水深度处理研究会理事长。
已培养硕士生24名、博士生20名，现指导博士生11名。
主持国家“六五”～“九五”攻关科研专题与子专题，曾获国家科委科技进步二等奖、国家教委一等奖、北京市二等奖等多项奖励。
主要从事“污水回用”、“微污染水源饮用水处理”、“膜法水处理”，建有两座示范工程。
主编专著“微污染水源饮用水处理”（1999年），获“纤维球”、“生物陶粒”与“节水型纳滤膜净水器”专利3项。
【课题研究】先后作为国家“六五”攻关科研课题“城市污水处理与再利用”、“七五”攻关科研课题“城市污水回用技术研究”、水利部“城市污水回用可行性研究”、1988～1989年自然科学基金“水处理中可压缩滤料过滤特性与机理的研究”、1996～1997年自然科学基金“可生物同化有机物对饮水水质生物稳定性及管网的影响研究”、1999～2001年自然科学基金“消毒副产物在输配水过程的迁移规律”、“八五”攻关科研课题“淹没式颗粒填料生物接触氧化法去除有机物与氨氮的研究”、“九五”国家科技攻关项目“颗粒填料生物接触氧化处理微污染水源水”子专题的负责人。
【获奖情况】“城市污水处理与再利用”曾获1988年国家教委科技进步一等奖，1989年国家科技进步二等奖：“淹没式颗粒填料生物接触氧化法去除有机物与氨氮的研究”获1995年国家教委科技进步三等奖。
外国水质
自来水更健康报告称，因为公众相信矿泉水比自来水“高级”，导致近年来瓶装饮用水行业迅速发展，但是，自来水质量好、环保，而瓶装水会导致污染和给人类健康带来危害。
英国饮用水稽查所的数据显示，2005年99.96％的自来水达到了严格的标准，没有达到所有指标的小部分自来水仍然可以安全饮用。
然而，市场营销鼓励消费者购买价格为自来水1000倍的瓶装水。
英国：矿泉水评比自来水居前上午电在英国伦敦举行的一次矿泉水鉴赏大赛中，以泰晤士河为水源的自来水居然位列第三，打败了许多昂贵的矿泉水品牌。
英国媒体17日报道，品酒师、斟酒服务员以及英国最高级别的美食家担任这次矿泉水大赛的评委，比赛中他们必须蒙着眼睛品尝24种不同的矿泉水。
结果，来自伦敦一处厨房里的水龙头的自来水成为鉴赏家心中的美味“矿泉水”，排名仅次于第一位的新西兰瓦维拉矿泉水和第二位的法国维特勒矿泉水。
名牌矿泉水排名标价最贵、每升约746元人民币的新西兰火山矿泉水排名第18位每升约597元人民币、瓶身上镶嵌施华洛世奇水晶的Bling H2O牌矿泉水排名第22位德国人就喝自来水虽然德国人自称“喝啤酒胜过喝水”。
不过，数据显示，德国人喝得最多的，还是水。
德国人口渴时，会随手接杯自来水，不加热也不过滤，卫生又安全。
虽然德国有200多种不同品牌的矿泉水，但德国联邦卫生部还是告诫消费者，喝自来水其实是最安全的选择。
因为斯图加特卫生署曾对1171种不同厂家生产的矿泉水进行过检测，结果发现，其中有6.3％的水存在细菌超标问题，主要是生产和运输过程中的污染造成的。
但德国的自来水则不存在这些问题。
无论是厨房里用来做饭的水，还是浴室用来洗澡的水，洗手间里用来冲马桶的水，都是在生水饮用标准范围内的。
不过热水龙头的水不能直接饮用，因为在加热和传输过程中，可能出现含铜高的问题。
“自来水可以直接喝，首先得益于严格的水源控制。
”德国联邦卫生部水健康专家尤奈尔告诉《生命时报》记者，自来水水源分为地表水和地下水。
白岩松对话饮水专家王占生论饮水新国标实施
白岩松对话饮水专家王占生论饮水新国标实施
慧聪水工业网讯：从7月1开始，咱们国家在城市和城镇之间正式开始实施，强制执行的饮用水的最新的卫生标准，它意味着什么？是否意味着我们就可以扔掉家里的桶装水，净化器，我们的自来水水龙头一拧出来的水就可以直接饮用吗？就在“新国标”强制实施的最后期限，我国却没有一个城市公开表示，到户的末梢自来水可以直接饮用。
这个被寄予厚望的强制标准，到底有没有达成，似乎又成了一个问号。
央视《新闻1+1》节目，白岩松采访了清华大学环境学院的教授王占生，王老是给水深度处理研究会的理事长，这次新的标准最后一次审定会他也参加了。
对于中国的老百姓来说，现在中国什么事情最需要改变？我想答案一定太多了，从生活到社会，从经济到政治，从民主到各种各样的话题很多。
但是如果说出其中的两个来，一定是标准答案，估计您也会同意，那就是干净的空气和清洁的饮用水。
说一千道一万，说什么都最重要，但是生命的健康才是最重要的，留得青山在不怕没柴烧，但是如果空气不灵、水不灵，麻烦可就大了，从昨天开始，咱们国家在城市和城镇之间正式开始实施，强制执行的饮用水的最新的卫生标准，它意味着什么？是否意味着我们就可以扔掉家里的桶装水，净化器，我们的自来水水龙头一拧出来的水就可以直接饮用吗？来我们一起关注这个重大的话题。
超滤主要解决水质生物安全性问题
超滤截留分子量有限可用于精密过滤
王占生介绍说，由于超滤能够截流的分子量有限，通常截留分子量在1000-30万，在去除小分子有机污染物上，超滤膜不如活性碳处理技术。
若产生臭味的物质一般为小分子物质，超滤无法去除，所以采用超滤达不到深度处理的效果。
但超滤可以代替过滤，可以去除0.001-0.01微米的粒子，而传统的砂滤一般只可去除50微米以上的粒子，所以超滤可以作为精密的过滤。
王占生还指出，超滤设备节省占地空间，且浸没式超滤比常规滤池可以增加一倍通水量，在城市土地资源紧张的情况下，超滤将在水厂改扩建过程中拥有广阔应用空间。
超滤主要解决水质生物安全性问题
何寿平指出，在国内外水质标准中，生物安全性是放在第一位的，超滤是解决水质生物安全性问题的主要手段，可以去除细菌、病毒等。
生物安全性得到保证，在水处理过程中消毒剂的使用量就会有所减少，从而减少消毒副产物的问题。
王占生也表示，超滤在处理过程中不投加化学污染物，可保证浊度在0.1度以下，保证微生物的安全性。
相关阅读：纳滤和反渗透深度处理的有效手段
反渗透是水处理领域最高端的单项处理技术，能够阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，可以去除溶解盐、金属离子等小分子物质，一般经过反渗透处理的出水水质较好。
纳滤可以截留分子量介于反渗透和超滤之间，为200-2000，对无机盐有一定的截留率。
纳滤和反渗透是深度处理的有效手段，可解决化学污染和有机污染问题。
净水厂改造的必需技术：臭氧-活性炭深度处理
在我国以往一直为解决水量问题而努力，现在由于工业结构调整，对一些城市，水量的矛盾基本解决，而水质问题比较突出，过去在计划经济时代臭氧－活性炭技术被认为“高不可攀”，仅在很少经济条件好的企业（如石油化工企业）中采用，现在按照市场经济规律，水价已经涨到1～2元。水源水质又遭到污染，水质标准越来越高，因此在当前条件下，陈旧的净水厂采用臭氧－活性炭进行改造的时代已经到来。
何种措施才能达到我国吸取外国成就，自己做出几个像样产品，作为竞争的资本，请大家献良策、献良奇计！
净水厂改造的必需技术：臭氧－活性炭深度处理
王占生 (给水深度处理研究会 理事长 清华大学环境科学与工程系 教授)
饮用水安全保证的有效技术－臭氧活性炭。臭氧是强氧化剂，活性炭是吸附有机物最有效的吸附附剂，这两个技术联用，还可在活性炭上浓缩氧气、浓缩有机物、微生物，使活性炭成为生物炭，也即在炭上凹洼处、大孔处由微生物结群与分泌物一起形成生物膜，活性炭的生物膜有降解水中有机物的作用，在活性炭吸附与脱附有机物过程中起着再生的作用。
臭氧能对大分子有机物开环、断链，使之成为较小分子有机物，使难以降解的有机物变成易于降解，有利于后续活性炭吸附与生物降解。臭氧还能直接氧化一些有机物成为CO2与H2Oห้องสมุดไป่ตู้活性炭置于臭氧之后能较有效吸附小分子有机物并成了微生物载体，生物膜可以氧化一些微量有机物。因此臭氧－活性炭联用技术可以有化学氧化、物理吹附与生物降解三方面的作用，还有活性炭介质的过滤作用，与此同时，还可以有效的脱色、除味、除浊。是目前在国际上最常用、最成熟的去除有机物的技术。
臭氧发生器的制造至今我国还较落后，落后就要挨打，因此一些国际上名牌厂家不愿与我们合作共同生产，只让做他们的地区代表，代销其产品，虽然也有不少有志之士尽囊相投，奋发研究，但因投入不足多数分散研究，目前还难于与国际上竞争。臭氧技术主要在于：臭氧发生单元的研制（搪瓷、陶瓷管.....）中须装置与专用变压器的配备，其实在我国单项技术的研究不乏其人，但综合研究就显得不足了。
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臭氧发生装置在我国目前还正处于发展阶段，臭氧 发生器几乎被美国OZONIA与德国维得克垄断。我 国企业正在努力突破，迎头赶上，在价格上占有优 势（1kgO3/h国际上要30万元，我国<20万元），在 售后服务方面较之国外公司更有长处，可望不断提 高产品质量满足我国需求。
该研究拓宽了思路，将污水处理技术引入给水生物预处理取 得初步结果。但可能存在的问题是滤池不设反冲系统，卵石 填料积泥后不好运行。我国曾引入前苏联的接触滤池，水由 底部进入，最终因长期运行后底部积泥而未得到推广；再有 滤速仅2.5m/h，势必池子面积庞大。
污水处理中曝气生物滤池可以将水中NH4+- N从2030mg/L 降至<1mg/L，问题在于给水处理是否要为去除NH4+- N付 那么大代价。
制氧装置多有生产，原理皆同，就是设备、零部件 的供应不如国外，在必要的气动阀、分子筛方面从 国外引进、提高质量，就能够适应臭氧生产需要。
三、深度处理
2、活性炭与生物活性炭
活性炭市场上有粉碎炭、柱状炭、压块粉碎炭， 价格不一，粉碎炭多在4500元5000元/吨，柱 状炭约为5500元/吨，压块炭在6500元/吨左右。
生物滤池的问题在于有水头损失，需定期（1星期左 右）反冲，消耗水。普通陶粒约500元/吨,圆形颗粒 约800元/吨，堆积容重约0.8。
二、水质预处理
5、生物预处理
(3)卵石填料
粒径2040mm，层厚3.4m，中试柱直径0.4m，滤速2.5m/h， 曝气量2.5∶1，由美国水环纯水务集团与中国市政工程西北设 计院浙江分院在嘉兴乍浦水厂及平湖古横桥水厂进行试验， 可将NH4+-N从10mg/L降解到0.2mg/L，去除率98%。
二、水质预处理
5、生物预处理 (2)生物陶粒滤池
由于颗粒填料粒径小，比表面积大，生物膜量大， 除具有生物絮凝、吸附、降解作用外，又有过滤作 用，因此较其他填料去除氨氮效率较高，除生物降 解有机物，还能有效去除悬浮、胶体态的有机物， 由于反冲洗，滤料上生物膜易更新，CODMn去除约 1020%。
有了水质标准作为依据，要全面达到标准，给水工作者 就应针对水源水质情况采取切实措施满足常规各水质项 目，然后逐步检测非常规项目中各项有机污染物，因此 势必在净化过程中采用国际先进工艺与技术，改善输水 与配水管网，将合格饮用水送给用户，这将有效地推动 给水事业进步，继而推动水源保护与江、河、湖、库水 质的提高。
粉碎炭系将煤直接粉碎、筛分、烘熔、活化。 压块炭系将煤磨成粉，加入石油基粘结剂压成 块，再粉碎后按需要425℃去除有机物，严格 控制近1000℃进行活化。压块炭吸附性能有很 大提高，密度高，耐磨，可再生56次。
三、深度处理
2、活性炭与生物活性炭
(1)炭的选择与O3-BAC 将压块炭（泰兴）与柱状炭（ZJ-15）对原水的
CODMn做吸附等温线 ，代入Freundrich公式 ，分 析可知压块炭具有吸附性能优势。
用性1.1压炭4m块 ，g/炭 进L进 水,活行 平性均O炭3C-后BOA0DC.5M试1mn验1g./3，4Lm此，g时8/个L活，月性经的炭O试成3验氧为，化生平为物均活 去除率为62.2%，不考虑运行初期炭的吸附率高的因 素，平均去除率约为55%。该试验进水水质较好，臭 氧投量稍高34mg/L，但总的吸附效果要比其他试 验30点40O%3-为BA高C。（用柱状炭）长期运行平均去除率
较多的采用弹性材料，利用混凝土骨架绑扎，价格便宜，主 要问题是填料上积的泥不能自动脱落，填料上的生物膜不易 更新。深圳水库400万m3/d生物接触氧化池就采用弹性材料。
流化填料是塑料片组成的球，比重控制在0.96-0.98在水中悬 浮滚动，采用多孔管曝气使球上下翻动处于流化状态，球上 的膜不会积累，易更新，脱落的膜随水流带出。尚有待长时 间运行的总结。目前，嘉兴地区大都采用流化填料。
希望该技术能结合给水处理特点进行长时间的试验，从性价 比来论证其应用的可能性。
三、深度处理
深度处理技术常用的是臭氧－生物活性炭 （O3-BAC）。
目前在深圳、广州、上海都已实施，从其发展 趋势看，今后当水源水质超过II类时，必须采 用，才能满足水质标准中CODMn的要求。
三、深度处理
1、臭氧氧化与臭氧发生器
饮用水深度处理技术
王占生 清华大学环境科学与工程系，北京，100084
一、生活饮用水水质标准是纲，
纲举目张
二、水质预处理
三、深度处理
四、消毒
五、结语
一、生活饮用水水质标准是纲， 纲举目张
1985年前定的国家水质标准仅规定了35项水质项目。
2006年国家颁布的新《生活饮用水卫生标准》GB57492006，水质检测项目由35个增加到106个，同时对各项 目的限值做出了更严格的要求。
臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性，又可 除嗅、脱色，去除铁、锰，但往往结合后续深度处 理臭氧－活性炭时才采用。
二、水质预处理
2、投加吸附剂粉末炭
一般只有在消除冲击性污染时采用，因投加量需 1020mg/L，耗费较高（约需0.05元/m3左右）。
3、调节pH
由于投加酸与碱，运行成本增加，又在原水中增加 无机离子，在我国处理常用氯氧化，当有机污染尚未得到去除 时，会产生较多的有害消毒副产物。
目用前逐采 渐用 展开KM，n对O4氧与化其有复机合物剂、（改一善种混专凝门取商得品较）好的效应 果物。，根 是据 否当 降地 低水Am质es采致用突K活M性nO，4是报否道会甚产少生，有仍害需氧作化针 对性的研究、测试。
4、投加絮凝剂
投加絮凝剂量不多（小于1mg/L）往往能获得好的 效果，但我国仍习惯于只加一种混凝剂。
二、水质预处理
5、生物预处理
对水中氨氮的去除生物降解最有效，同时可去除一些有机物、 铁、锰，现在上海与浙江嘉兴地区已有应用。
(1)生物接触氧化 一溶般解情性况CO下DNMHn约4+-可N可去去除除5－8010％％左。右，CODMn去除不稳定，