安全饮用水保障技术

市政公用建设
安全饮用水保障技术
文 ／ 何文杰
水资源状况直接影响着经济社会发 展和人民生活水平的提高， 开发利用水资 源， 实现水资源优化配置、合理使用、有效 保护与安全供给， 对于促进经济社会发展 具有重要意义。目前我国供水行业所面临 的突出问题是水质问题， 一方面水源普遍 受到污染， 另一方面水质标准不断提高。 饮用水水质问题已成为制约经济进一步 发展和影响社会稳定的一个重要因素。 ２００４ 年 ９ 月出台的《波恩安全饮用水宪 章》中明确指出： 优质 、安 全 的 饮 用 水 的 可靠供给是建设健康社会并促进其经济 发展的基础。
建设部新颁布的 《城市供水水质标 准》（ ＣＪ／Ｔ ２０６－ ２００５） ， 可以说是《生活 饮用水卫生标准》（ＧＢ ５７４９－ ８５）的发展， 《城市供水水质标准》调整和充实了卫生 部 《生活饮用水水质卫生规范》 （ ２００１） ， 使我国饮用水水质标准要求进 一步提高。这一新标准从我国城市供水水 质现状出发， 在多年积累资料的基础上， 吸取了国外水质标准的先进性和科学性， 借鉴了 ＷＨＯ 和美国 ＥＰＡ 制定标准的做
（ ５） 在管网水二次污染控制和安全 输配技术方面。建立了管网水质生物稳定 性和化学稳定性的指标控制体系， 并对天 津管网水质稳定性情况进行了全面评价。 针对管网水水质情况对水处理工艺提出 了管网水水质生物稳定性和化学稳定性 的控制技术； 系统评价了各处理单元对水 质生物稳定性的控制， 并提出了控制生物 稳定性的优化工艺组合； 建立了管网水质 模型和在线监测系统。
（ ２） 在常规水处理的强化技术和深 度 处 理 技 术 方 面 。 开 发 了 强 化 混 凝 、强 化 气浮、强化过滤技术， 筛选出适合天津市 水质的优势菌种， 确立了臭氧氧化、生物 活性炭及组合工艺去除水中有机污染物 的技术； 在以高效气浮为核心的常规工艺 强化技术和以活性炭为核心的深度处理 技术研究的基础上提出去除水中微量有 机 物 、氨 氮 、藻 和 藻 毒 素 的 优 化 组 合 工 艺 技术。
（ ６） 在膜处理技术方面。确定了混凝 － 超滤膜系统工艺的最优工艺参数和操 作条件。
（ ７） 在饮用水及其净化技术的安全 评价方法方面。根据天津市饮用水中环境 污染物现状， 选择确定优先监测对象， 研 究了水厂常规工艺和不同工艺及其组合
对毒性物质的处理效果。确立了适合不同 样品测试目的的样品分级处理技术； 研发 了能够检测 ４ 种典型生物毒性效应的遗 传毒性的 ｕｍｕ 测试技术、检测类二恶英 作用活性的 ＥＲＯＤ 法、检测类二恶 英物 质的酵母 Ａｈ 受体效应法、检测雌激素效 应的酵母测试法、检测急性细胞毒性的中 性红测试法等 ５ 种测试技术； 创新采用了 能同时监测 ５０ 种农药，２３ 种多环芳烃，１２ 种 ＰＣＢｓ， 六种邻苯二甲酸酯和壬基酚的 化学分析方法； 建立并完善了初步评价体 系。
法， 在保障公众健康的前提下， 与社会和 经济发展相适应， 提出了城市供水水质的 合理目标。
安全饮用水保障技术
面对我国城市供水行业水源水质污 染、供水水质标准提高的双重压力和水环 境污染控制与水资源保护领域的突出问 题， 天津市自来水集团有限公司联合哈尔 滨 工 业 大 学 、清 华 大 学 、西 安 建 筑 科 技 大 学 、北 京 大 学 、中 科 院 生 态 中 心 和 南 开 大 学共同承担了国家高技术研究发展计划 （ ８６３ 计划） 资源环境技术领域水污染控 制技术与治理工程重大专项 “北方地区 安全饮用水保障技术”课题。该课题针对 典型的水源水质特点， 开发了涵盖从水 源、水厂净化工艺一直到管网末梢全过程 的技术集成系统， 建立了完善的饮用水水 质安全保障体系， 有效地解决了饮用水安 全问题。同时， 提升了我国供水行业自身 的科研开发能力， 促进了经济和社会的可 持续发展。
（ ８） 在系统集成技术方面。通过对单 元处理工艺的评价和组合工艺的优化， 形成 了针对目标污染物控制的系统集成技术。
根据我国饮用水水源污染范围广、原 水水质复杂的特点， 研究能够适应不同污 染程度、满足不同使用要求的安全饮用水 保障技术， 需要从给水处理的各个关键环 节入手， 特别是调整药剂， 不需要增加大 型设施和基建投资， 比较符合我国国情， 适合于现有水厂的改造。同时还需要从除 污 染 、除 嗅 味 、除 藻 、除 重 金 属 、强 化 混 凝 和控制氯化消毒副产物等多方面入手， 全 面地提高饮用水水质。
（ ３） 在浮游动物的灭活和去除技术 方面。掌握了水中水蚤、红虫等浮游动物 的种类、孳生规律； 确定了有效的灭活水 蚤、红虫等浮游动物的化学药剂， 研发出 化学氧化与强化常规水处理工艺相结合
去除水蚤等浮游动物的技术。 （ ４） 在安全消毒和消毒副产物控制
技术方面。提出了可有效控制微生物和消 毒 副 产 物 生 成 的 安 全 氯 化 消 毒 技 术— — — 短时游离氯后转氯胺的组合消毒工艺。发 现了在短时游离氯后转氯胺的组合消毒 工艺中， 氯与氯胺存在一定的协同消毒作 用， 确定了安全氯化消毒的控制指标，建 立了系统的消毒微生物学和消毒副产物 评价指标体系。疏水性有机酸的三卤甲烷 和卤乙酸生成潜能最强， 其次是亲水性有 机酸和疏水中性有机物， 由疏水性有机酸 生成的三卤甲烷和卤乙酸的量均占总生 成量的 ６０％以上。安全氯化消毒工艺可 以安全、经济的实现微生物学和消毒副产 物指标的双重控制， 对细菌学的控制效果 略优于传统游离氯消毒工艺， 三卤甲烷、 卤乙酸等消毒副产物的生成量比氯消毒 减少 ５０％以上。
灭活和去除技术； 安全消毒和消毒副产物 控制技术； 管网水二次 术的安全评价方法和系统集成技术。
（ １） 在水源水质改善和安全预处理 技术方面。研制开发了源水远程监测软 件—虚拟仪器， 运用先进的数学方法， 建 立了神经网络水质预测模型， 并首次应用 于天津市水源水质预测， 预测精度可达到 ８０％以上， 建立了水源水质在线监测系统 和反映常规水质在线监测指标与藻类生 长繁殖关系的水质预警模型， 实现了 ＧＰＲＳ 数据远传； 研制开发了具有提水、 充氧功能的扬水曝气器， 确立了扬水曝气 器 结 构 优 化 设 计 方 法 和 误 差≤±１０％ 的 数 学模型以及精度很高的扬水曝气器提水 能力和充氧能力的数学模型， 优化出扬水 曝气条件下生物接触氧化设计参数和操 作条件； 结合不同水质条件， 优化确定出 各 种 化 学 预 氧 化 、化 学 杀 藻 、粉 末 活 性 炭 除污染技术的操作条件和工艺参数。
态的水库 １０５ 座， 处于富营养状态的水 库 ５６ 座。以天津引滦水为例， 普遍存在 有机物污染和富营养化， 特别是水库带 来藻类高发的问题。这些污染影响原水 的浊度、ｐＨ 值、氯化物、总碱度、氨氮、耗 氧 量 、叶 绿 素 、藻 类 计 数 等 指 标 。 水 源 污 染给城市给水处理带来了极大的困难。 其具体表现为： 处理后水质感官性指标 不良； 氨氮使加氯的消毒作用降低； 水源 水中有毒害物及三致物质难以去除， 常 规 水 处 理 工 艺 只 能 去 除 分 子 量 在 １０ ０００ ｕ 以上的物质， 对于分子量 １ ０００～ １０ ０００ 的 化 合 物 只 能 去 除 ２０％ ～３０％ ， 对 于 ５００ ～１ ０００ 分 子 量 的 物 质 基 本 上 不能去除。
水源污染现象普遍 饮用水水质标准严格
根据 ２００２ 年 水 质 监 测 资 料 ， 采 用国家 《地表水环境质量标准》 （ ＧＢ ３８３８－ ２００２） ， 对 全 国 １２．３ 万 ｋｍ 河流水质进行评价， 在评价的 １ ９ ６ 座 水 库 水质中， 有 １４６ 座水库水质 良好， 达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质标准。在未达 到地面水Ⅲ类的水库中， 水污染极为严重 的劣Ⅴ类水质水库有 ８ 座。对 １６１ 座水 库进行了营养化程度评价， 处于中营养状
饮用水安全保障技术研究内容均是 国内外前沿领域的技术， 有着良好的前期 研究基础， 而且所确定的研究内容以应用 技术为背景， 试验研究系统分为水源、水 厂和管网 ３ 部分。该技术主要包括： 水源 水质改善和安全预处理技术； 常规水处理 的强化技术和深度处理技术； 浮游动物的
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□中图分类号： ＴＵ９９１．１１ □文献标识码： Ｃ □文章编号： １００８－ ３１９７（２００５）０４－ ００２７－ ０２ □收稿日期： ２００５－ ０７－ １５ □何文杰 ／ 男， １９５６ 年出生， 博士， 高级工程师，
天津市自来水集团有限公司总工程师， 从事 供水技术工作。
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