1、006年7月北京某小区居民中厨房或卫生间的自来水有浓烈的刺鼻气味，经调查发现造成自来水出现异味的原因是苯和苯乙烯严重超标。目前自来水的处理技术依然沿用一百年前的传统工艺即“混凝沉淀一过滤一消毒一净化”，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。经过一百年的世纪洗礼，当代的水质现状与一百年前的水已经截然不同了，传统的水处理工艺对降低浑浊度，去除水中悬浮物有较好的净化消毒作用，但对目前以有机污染为主的微污染，则不能彻底去除有机污染物、农药、环境内分泌干扰物和藻毒素，致使出厂水时有检出，甚至超标。三、消毒副产物带来新的污染氯化消毒是我国沿用多年且仍然普遍采用的自来水消毒技术。近二十年来，人们逐渐发现在氯化
2、消毒的同时，会产生一系列消毒副产物，其中大部分对人体健康构成潜在的威胁。现已发现氯化消毒副产物300多种，其中许多氯化副产物在动物实验中证明具有致突变性和（或）致癌性，有的还有致畸形和（或）神经毒性作用。譬如三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷均对实验动物有致癌性，可引起肝、肾和肠道肿瘤。卤代乙酸类中的二氯乙酸、三氯乙酸、二溴乙酸等也能诱发小鼠肝肿瘤。三氯甲烷和二氯一溴甲烷已被世界卫生组织列在其饮用水水质准则中，作为有致癌性的物质而确定了致癌危险性水平的限值。我国许多研究证明，氯化饮用水的有机提取物，在Ames试验、小鼠骨髓微核试验中均具有致突变性；有的还证实具有潜在致癌性。由于氯消
3、毒会产生大量副产物，许多消毒产品已用于饮用水消毒。如二氧化氯、臭氧、紫外等。但同样也会出现不同类型的消毒副产物。如二氧化氯消毒，会产生亚氯酸盐、氯酸盐等副产物。臭氧消毒可能会产生溴酸盐、甲醛等副产物。这些副产物对健康也会产生危害。从保护人群健康出发，在进行饮用水消毒时应尽量降低副产物的生成。其中最为重要的问题之一是水源水中是否含有与消毒剂生成消毒副产物的前体物质。如氯消毒时原水中窝植质等大分子团有机物含量，二氧化氯消毒时有机物含量，臭氧消毒时溴化物含量等。因此对减低消毒副产物的前体物质，选择消毒剂最佳投加量等问题引起众多科学工作者的关注与研究。四、自来水管网污染但我国大城市的输配水主管道许多是
4、20世纪五六十年代安装配备的，经过半个世纪的氧化和腐蚀，由于物理、化学、电化学、微生物等的作用，在给水管道的内壁会逐渐形成不规则的“生长环”，且随着管龄的增长而不断增厚，使得过水断面面积减小、输水能力降低并严重污染水质，加之城市自来水管网年久失修，维护管理不力，管网渗漏高达20%以上，甚至40%，造成二次污染，安全堪忧。如2006年1月，北方某大城市交通主干线污水管线发生漏水事故，导致交通主干线双向交通断行，给市民的生活带来了极大的不便。由于管网陈旧、污染等问题，事件频发，在一定程度上抹杀了自来水部门为水质所做的一切努力。中国疾病控制中心对全国35个城市调查表明，出厂水经管网输送到用户自来水龙
5、头，自来水水质合格率下降20%左右。根据某水务公司2000年1月至2002年9月210起用户水质投诉报告的调查表明，由于自来水管网引发的问题近50%，约25%由于管网流向的变化引起的管网水浊度升高，约16%的问题因为内管质量低劣影响水质引起的红水、黑水、白浊水等，约5%的问题是生物污染造成的，用户在水中发现红虫、蚂蝗，心理感觉非常不好，约2%的问题是由于施工造成污水进人管网对水质造成严重影响，如某建筑公司把施工用水（抽地下室臭水）与用户管网混在一起，送到某公寓后，全部住户用水发臭；某地由于施工时污水进入给水管道，造成大片污染，一老年福利院水库蓄满污水，情况极其危险等。五、二次供水污染随着城市化
6、的发展，高层建筑迅速增加。高层建筑的供水设施与低层建筑不同，低层建筑是由自来水厂通过管道直接供水，而高层建筑供水设施则需通过二次供水设施才能获得。通常，二次供水设施包括高、低位水箱、水泵、输水管道等设施。自来水首先进人低位水箱，然后通过水泵输送到高位水箱，再通过重力作用供给高层的各住户。由于管理不善，存放水时间长等，造成饮用水二次污染的情况普遍存在。二次供水水质污染的直接结果是影响用户感官，使饮用者感到恶心、呕吐、腹胀、腹泻，严重的甚至发病，危害人体健康。全国由二次供水蓄水池污染引起的饮水污染危害健康事故屡有发生。据报道，北方某大城市在19901998年所发生了29起二次供水污染事件，二次供水
7、污染集中发生在7月、8月、9月，占总二次污染事故的1/2。2001年对南方某城市500个水箱的抽查结果表明，水箱饮用水总合格率在90%以上；但居民自己送检的水样，合格率仅为75%；居民前来投诉的水样，100%水检不合格。二次供水污染的原因是多方面的，既与水质本身的性质有关，又与同水接触的截面性质有关，也与外界许多条件相联系。水二次污染的实质是污染物在水中的迁移转化，这种迁移转化是一种物理、化学和生物学的综合作用过程。从目前调查的情况来看，造成二次供水污染的原因主要有：水设各内表面涂层渗出有害物质；贮水设备的设计大小不合理，使之水在设备中的停留时间过长，影响饮用水水质；贮水设备的结构不合理；泄水
8、管与下水管连接不合理，溢、泄水管与下水或雨水管线直接联通；水设备的位置选择不合适，周围环境脏、乱、差；贮水设各的配套不完善，如通气孔无防污染措施、入孔盖板密封不严密、埋地部分无防渗漏措施，溢泄水管出口无网罩等；二次供水系统管理不善，未定期进行水质检验，按规范进行清洗、消毒，有的水池水面上还漂浮着杂质，有的水池内壁长满青苔，池底积满厚厚的淤泥，致使水质逐步恶化。六、突发饮用水卫生事件饮用水不同于食品，某种食物出现问题时，可以选择其他食物来食用，而水则是无法选择和替代的。社会的发展，城市化进程的加快，城市系统越来越发达，人们对城市系统的依赖程度也越来越高。城市供水是城市体系的重要组成部分，一旦遇到
9、突发事件，就不得不进行大规模的清理行动并切断数百万民众饮用水的供应。据解放日报2005年6月30日报道，从2001年到2004年，全国共发生水污染事故3988起，平均每年近l000起，每天23起。据人民网环保频道报道，自2005年11月l3日松花江水质污染事件以来，至2006年9月，我国共发生130多起与水有关的污染事故，平均每两至三天一起。特别是近年，大范围的水污染事件不断在媒体上曝光，可以说件件惊心动魄。2005年l1月13日由于吉林市中石油吉化公司爆炸而造成松花江硝基苯污染，导致哈尔滨市停水4天，而且还影响邻国的个别城市。松花江水污染事件尚未平息，广东北江流域又发生一起因企业违法超标排放
10、金属镉导致的严重环境污染事故，导致北江下游韶关、清远、英德三个城市的饮用水受到威胁，部分城市自来水供应停止，广州、佛山也启动了饮用水应急预案。2005年11月24日湖南冷水江市金信化工有限责任公司尿素厂造粒塔底用于尿素清洗水的集水池发生墙体意外倒塌，含氨废水流入资江，导致冷水江市停水。2006年1月5日河南省巩义市发生柴油泄漏事故，6t泄漏柴油经黄河支流伊洛河进人黄河，形成60km污染带。对此，山东省政府决定从7日起在污染水体进人山东之前全部关闭了沿黄63个取水口。2006年1月6日湖南省株洲市霞湾港因清淤治理工程施工不当且未采取适当防范措施，造成湘江株洲霞湾港至长沙江段发生严重水污染事故，导
11、致湘潭、长沙两市水厂取水水源的水质受到不同程度污染。2006年1月6日上午，古兰镇重庆华强化肥有限公司大量硫酸废水泄漏，直排綦江河，初步估算，约600t紫红色硫酸废水排人綦江河，在河面形成一条长达300m的污染带。导致沿岸3万居民停水2天。饮用水安全问题是关系到广大人民群众生活和生命健康的头等大事，要慎重对待。针对不同原因而引起的饮用水安全问题，应采取积极有效的措施进行预防和控制。加强宣传玫育，大力提高全社会的饮用水安全意识，要居安思危，重在预防；与此同时，加强应急能力建设，提高应对各种饮用水突发事件的预测能力和快速反应能力。第三节 水质处理技术饮用水处理是给水工程的一个重要的组成部分。它的目
12、的是对所选取的水源水进行适当的处理，去除水中的有害成分，使处理后的水满足生活饮用水的水质要求。饮用水处理涉及多种水处理技术。根据在水处理系统中的这些技术的使用位置和处理对象，可以将其分为常规处理、深度处理、预处理、纯净水处理、特殊处理等几大类水处理技术。一、常规处理技术 饮用水常规处理技术简介饮用水常规处理技术及其工艺在20世纪初期就已形成雏形，并在饮用水处理的实践中不断得以完善。饮用水常规处理工艺的主要去除对象是水源水中的悬浮物、胶体物和病原微生物等。饮用水常规处理工艺所使用的处理技术有混凝、沉淀、澄清、过滤、消毒等。由这些技术所组成的饮用水常规处理工艺目前仍为世界上大多数水厂所采用，在我国
13、目前95%以上的自来水厂都是采用常规处理工艺，因此常规处理工艺是饮用水处理系统的主要工艺。混凝是向原水中投加混凝剂，使水中难于自然沉淀分离的悬浮物和胶体颗粒相互聚合，形成大颗粒絮体（俗称矾花）。沉淀使将混凝形成的大颗粒絮体通过重力沉降作用从水中分离。澄清则是把混凝与沉淀两个过程集中在同一个处理构筑物中进行。过滤是利用颗粒状滤料（如石英砂等）截留经过沉淀后水中残留的颗粒物，进一步去除水中的杂质，降低水的浑浊度。消毒是饮用水处理的最后一步，向水中加人消毒剂（一般用液氯）来灭活水中的病原微生物。在以地表水为水源时，饮用水常规处理的主要去除对象是水中的悬浮物质、胶体物质和病原微生物，所需采用的技术包括
14、混凝、沉淀、过滤、消毒，典型的以地表水为水源的净水厂处理工艺流程如图1所示。图1 以地表水为水源的自来水净水厂典型处理工艺流程在以地下水为水源时，饮用水常规处理的主要去除对象是水中可能存在的病原微生物。对于不含有特殊有害物质（如过量铁、锰等）的地下水，饮用水处理只需进行消毒处理就可以达到饮用水水质要求。处理工艺流程见图2。图2 以地下水为水源的自来水厂典型工艺流程饮用水常规处理工艺对水中的悬浮物、胶体物和病原微生物有很好的去除效果，对水中的一些无机污染物，如某些重金属离子和少量的有机物也有一定的去除效果。地表水水源水经过常规处理工艺处理后，可以去除水中的悬浮物和胶体物，出厂水的浊度可以降到lN
15、TU以下（运行良好的出厂水浊度可在0.3NTU以下）。经过良好消毒的自来水可以满足直接生饮对微生物学的健康要求。饮用水常规处理技术及其工艺在过去的百年中对于保护人类饮水安全、促进社会经济的发展发挥了巨大的作用。 常规处理工艺的局限性在工业化和城市化尚不发达的时期，天然水体很少受到人类大规模活动的污染，饮用水水处理的主要对象是水体中的泥沙和胶体物质，以及少量的病原微生物。水源水经过常规处理后就可以得到透明、无色、无臭、味道可口的饮用水，那时饮用水处理的任务主要是去除水中的浊度和保证饮用者免受水传播疾病的危害。随着工业和城市的发展，以及现代农业大量使用化肥和农药等，越来越多的污染物随着工业废水、生
16、活污水、城市废水、农田泾流、大气降尘和降水、垃圾渗滤液等进入了水体，对水体形成了不同程度的污染，水中的有害物质的种类和含量越来越多。目前饮用水处理面临的问题，除了原有的泥沙、胶体物质和病原微生物外，主要有：有机污染物、高氨氮、消毒副产物、水质生物稳定性等。有机污染是受污染水源水饮用水处理面临的首要问题。人类合成的有机物中的相当大的一部分会通过工业废水和生活污水进人水体；未经处理的生活污水中也含有大量的人体排泄的有机污染物；农田泾流中含有化肥、农药；近年来引起人们普遍关注的二噁英、内分泌干扰物质（环境激素）等污染物质也有可能存在于饮用水中。这些人工合成的和天然的有机物中有许多对人体健康有着毒理学
17、影响，一些有机物（例如腐殖酸、富里酸等）还会在饮用水的处理过程中与所加入的消毒剂（例如氯）反应，生成具有“致突变、致畸、致癌”三致作用的消毒副产物，如三卤甲烷、卤乙酸等。对于有机污染物，常规水处理技术及其工艺的去除作用十分有限，国内外的研究结果和实际生产结果表明，以去除水中泥沙和胶体物质而发展起来的混凝、沉淀、过滤等常规处理工艺只能去除水中有机物的20%）左右，特别是对于水中溶解状的有机物，除了极少量的有机物会被吸附在矾花和滤料表面上，常规处理工艺基本上没有去除效果。未受到污染的水体中氨氮的含量本来是很低的，但是近年来由于水体被污染，不少地方地表水水源水中氨氮的质量浓度超过或经常超过饮用水水源
18、水对氨氮的水质要求（0.5mg/L）。我国许多水厂都采用折点氯化法进行消毒，对于氨氮过高的水源水，在加氯消毒时为了获得自由性余氯必须投加大量的氯来分解氨氮，使水的加氯量大大增加。高的加氯量更加重了产生消毒副产物的问题。饮用水的水质生物稳定性问题是20世纪90年代提出的。理想的饮用水中应该不含有有机物，因此异养微生物无法在自来水中大量繁殖。传统的消毒理论认为，在已消毒的水中保持有一定浓度的剩余消毒剂的条件下，水中微生物无法再繁殖，从而保证自来水在自来水配水管网系统中的生物稳定性。但是近年来的研究表明，如果自来水中含有一定量的可以被异养微生物作为基质利用的有机物，则此种自来水为生物不稳定的水，即使
19、在水中保持一定浓度的剩余消毒剂，仍然存在着较高的微生物再繁殖的风险。特别是对于超大型城市配水管网和高位水箱，由于存在水的停留时间过长、剩余消毒剂被完全分解的可能性，生物稳定性差的饮用水更容易出现管网或水箱中微生物再繁殖的问题。近年来，我国水污染的状况十分严重。根据国家环保总局发布的2000年中国环境状况公报，我国七大重点流域地表水普遍受到有机污染，各流域干流的断面满足地表水三类及其以上水体水质要求的为57.7%，21.6%的断面为四类水质，6.9%的断面属五类水质，13.8%的断面属劣五类水质，主要污染指标为高锰酸盐指数和氨氮；主要湖泊富营养化程度问题突出，如太湖、滇池、巢湖等，氮、磷、高锰酸
20、盐指数严重超标；全国多数城市地下水受到一定程度的点状或面状污染，局部地区地下水部分水质指标超标，主要有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、锰、氯化物、硫酸盐、氟化物、pH值等。可以说，水源受到不同程度的污染是困扰大多数自来水厂的普遍问题。另一方面，随着对于饮水与健康关系的研究的不断深入和生活水平的提高，人们对于饮用水水质的要求也在不断提高。例如，在我国卫生部颁布的于2001年9月1日实施的新的生活饮用水水质卫生规范中，设定了水质常规检测项目34项，非常规检测项目62项。与原来的生活饮用水卫生标准（GB5749-85）的35项指标相比较，检测项目增加了很多，并且许多项目的指标更加严格。对
21、于许多水源受到污染的水厂，常规处理工艺已经无法解决水源不断恶化、而饮用水水质标准不断提高的矛盾。必须在现有常规处理技术与工艺的基础上，发展新的水处理技术与工艺。从20世纪70年代开始，经过几十年的努力，国内外水处理工作者已经研究开发出许多水处理的新技术新工艺，并且己有大量的工程应用，取得了较好的净化效果。二、深度处理技术当饮用水的水源受到一定程度的污染，又无适当的替代水源时，为了达到生活饮用水的水质标准，在常规处理的基础上，需要增设深度处理工艺。应用较广泛的深度处理技术有：活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性炭、膜分离技术等。 活性炭吸附1. 活性炭处理概念及其优缺点活性炭是一种具有较大吸附能力的多
22、孔性物质,它是一种非极性吸附剂，对水中非极性、弱极性有机物质有很好的吸附能力，其吸附作用主要来源于物理表明吸附作用，如范德华力等。对于物理吸附，它的选择性低，可以多层吸附，脱附相对容易，这有利于活性炭吸附饱和后的再生。活性炭在高温制备过程中，炭的表面形成了多种官能团，这些官能团对水中离子有化学吸附作用，因此活性炭也可以去除多种重金属离子。其作用机理是通过络合鳌合作用，它的选择性较高，属单层吸附，并且脱附较为困难。活性炭依其外观形式，活性炭分为粒状炭（GAC）和粉状炭（PAC）两种。粒状炭多用于水的深度处理，其处理方式一般为粒状活性炭滤床过滤，经过一段时间吸附饱和后的活性炭被再生后重复使用。粉状
23、炭多用于水的预处理，例如在混凝时投加到水中，吸附水中的有机物后在沉淀时与矾花一起从水中去除，所投加的粉状炭属一次性使用，不再进行再生。与粉状炭相比，粒状炭过滤的处理效果稳定，出水水质好，吸附饱和后的活性炭可以再生重复使用，运行费用较低，因此水厂一般都使用粒状炭吸附技术。粒状炭的缺点是需单设炭滤池或滤罐，设备投资比粉状炭高。活性炭吸附是在常规处理的基础上去除水中有机污染物最有效最成熟的水处理深度处理技术。早在20世纪50年代初期，西欧和美国的一些以地表水为水源的水厂就开始使用活性炭消除水中的色、臭。直到目前，西欧以地表水为水源的水厂绝大多数仍采用活性炭吸附，以去除水中的微量有机污染物、色、臭等，对于需要长年吸附运行的水厂，一般均采用粒状炭过滤，粉状炭主要用于季节性投加的场所。我国从20世纪70年代末、80年代初开始，也有少数水厂采用了粒状活性炭吸附深度处理技术。活性炭吸附对水中多种污染物有广泛的去除作用。活性炭可以有效去除引起水中臭味的物
