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1、应对突发性水源污染的应对突发性水源污染的城市供水应急处理技术城市供水应急处理技术一、面对形势n近年来水源污染事故频发，影响城市供水安全。n原因：环境形势严峻，水污染问题严重；工业事故排放与运输事故泄漏频发；城市供水行业缺少应对水源突发污染的能力。n由于难以根除污染风险，我国的城市供水行业在今后一段时间内都将面临水源遭受重大污染的风险。n城市供水行业必须加强应急处理技术研究，强化应急处理系统建设，以便应对随时可能出现的水源污染事故，确保城市供水安全。研究概况 2006-2008年，建设部城建司和清华大学共同负责，组织全国多家城市供水企业，共同开展城市供水系统城市供水系统应急技术和系统研究应急技术
2、和系统研究研究课题。研究内容：1.建立城市供水应急处理技术体系。2.针对饮用水水质标准所涉及的全部污染物，共约150种，逐项确定针对每种污染物的应急处理技术、基本参数和最大可以承受污染倍数。3.进行应急处理设施建设的规范化设计。目前，在“十一五”国家重大科技专项水体污染控制与治理 中设置了自来水应急净化处理技术和自来水应急净化处理技术和工艺体系研究与示范工艺体系研究与示范课题（编号2008ZX07420-005），正在深入开展研究。应急处理技术选择原则n处理效果显著；n能与现有水厂常规处理工艺相结合；n能够快速实施，易于操作；n费用成本适宜，技术经济合理。城市供水应急处理技术体系由六类应急处理
3、技术组成：n应对可吸附有机污染物的活性炭吸附技术；n应对金属非金属污染物的化学沉淀技术；n应对还原性污染物的化学氧化技术；n应对微生物污染的强化消毒技术；n应对挥发性污染物的曝气吹脱技术；n应对高藻水源水及其特征污染物（藻、藻毒素、嗅味）的综合处理技术。n采用粉末活性炭，在取水口或净水厂进口处投加（推荐在取水口投加），吸附去除大部分有机物。可有效去除80多种。n确定了可以采用活性炭吸附去除的有机物，相应的应急处理工艺参数，包括吸附时间与吸附容量、可承受最大污染倍数。n典型案例：2005年11月松花江硝基苯水污染事件三、研究成果三、研究成果 1.应对可吸附有机污染物的活性炭吸附技术絮凝絮凝沉淀池
4、沉淀池取水口取水口粉末活性粉末活性炭炭混凝剂混凝剂砂滤池砂滤池清水池清水池氯氯粉末活性炭吸附硝基苯的特性吸附速度：可分为三个阶段n快速吸附：前30min，吸附速率快，吸附能力可以发挥约70n慢速吸附：至2h，吸附速率逐渐变慢，吸附能力达90以上。n基本平衡：2h以后，浓度变化不大，基本达到平衡。0.017mg/L0.000.020.040.060.080.10060120180240300360吸附时间(min)硝基苯浓度(mg/L)0.0123mg/L0.0367mg/L0.0889mg/L快快速速吸吸附附慢速慢速吸附吸附基本平衡基本平衡试验水样：哈尔滨原水试验水样：哈尔滨原水粉末炭投加量：
5、粉末炭投加量：5mg/L吸附容量：受到水中其他污染物的竞争吸附 影响n吸附等温线符合弗兰德利希公式吸附等温线符合弗兰德利希公式n水源水中有机物的竞争吸附作用会明显减少对特征污染物的吸附水源水中有机物的竞争吸附作用会明显减少对特征污染物的吸附容量容量y=0.2223x0.5937R2=0.9272y=0.3955x0.8306R2=0.8830.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.040Ce(mg/L)x/m(mg/mg)去 离子水配 水原 水配水去离子水与哈尔滨去离子水与哈尔滨松花
6、江原水（耗氧松花江原水（耗氧量量4.05.8mg/L）的对比的对比 注注：硝硝基基苯苯的的饮饮用用水水相相关关标标准准为为0.017mg/L。所所给给投投加加量量数数据据为为取取水水口口（距距水水厂厂输输水水时时间间1h）投投加加粉粉末末炭炭的的投投加加量量；如如只只能能在在水水厂厂内内投投加加，因因吸吸附附时时间间短短需需适适当当增增加加投投量量，可可按按1.5倍倍。粉粉末末炭炭吸吸附附难难以以达达到到安安全全供供水水要要求求，建建议议考考虑虑其其他他技技术术408069.5 108.0 150.5408052.2 81.3 113.5 307043.5 68.0 95.0 255534.8
7、 54.6 76.6 204526.1 41.3 58.1 103.3 153517.4 28.0 39.6 70.8 109.1 10208.7 14.7 21.1 38.3 59.3 5104.0 6.3 12.2 19.4 10.0170.00850.0050.0020.001处处理理后后硝硝基基苯苯浓浓度度（mg/L）工工程程建建议议投投加加量量（mg/L）粉粉末末活活性性炭炭投投加加量量（mg/L）原原水水硝硝基基苯苯超超标标倍倍数数注注：硝硝基基苯苯的的饮饮用用水水相相关关标标准准为为0.017mg/L。所所给给投投加加量量数数据据为为取取水水口口（距距水水厂厂输输水水时时间间1h
8、）投投加加粉粉末末炭炭的的投投加加量量；如如只只能能在在水水厂厂内内投投加加，因因吸吸附附时时间间短短需需适适当当增增加加投投量量，可可按按1.5倍倍。粉粉末末炭炭吸吸附附难难以以达达到到安安全全供供水水要要求求，建建议议考考虑虑其其他他技技术术408069.5 108.0 150.5408052.2 81.3 113.5 307043.5 68.0 95.0 255534.8 54.6 76.6 204526.1 41.3 58.1 103.3 153517.4 28.0 39.6 70.8 109.1 10208.7 14.7 21.1 38.3 59.3 5104.0 6.3 12.2
9、19.4 10.0170.00850.0050.0020.001处处理理后后硝硝基基苯苯浓浓度度（mg/L）工工程程建建议议投投加加量量（mg/L）粉粉末末活活性性炭炭投投加加量量（mg/L）原原水水硝硝基基苯苯超超标标倍倍数数不同硝基苯超标倍数下的粉末活性炭建议投加量表不同硝基苯超标倍数下的粉末活性炭建议投加量表甲苯y=0.2218x0.8066苯y=0.0525x0.6058间二甲苯 y=0.261x0.6019乙苯y=0.1591x0.5889苯乙烯y=0.1236x0.5110.0010.010.110.00010.00100.01000.10001.000010.0000平衡浓度（m
10、g/L）吸附容量（mg/mg）苯甲苯间二甲苯乙苯苯乙烯乘幂(甲苯)乘幂(苯)乘幂(间二甲苯)乘幂(乙苯)乘幂(苯乙烯)一氯苯y=0.1622x0.46191,2-二氯苯y=0.2922x0.41661,4-二氯苯y=0.1582x0.29651,2,4-三氯苯y=0.7322x0.7077硝基苯y=0.2221x0.5934苯胺y=0.0172x0.5446苯酚y=0.0101x0.4984五氯酚y=0.283x0.60840.00010.0010.010.110.00010.00100.01000.10001.000010.0000平衡浓度（mg/L）吸附容量（mg/mg）一氯苯1,2-二氯
11、苯1,4-二氯苯1,2,4-三氯苯苯胺硝基苯苯酚五氯酚乘幂(一氯苯)乘幂(1,2-二氯苯)乘幂(1,4-二氯苯)乘幂(1,2,4-三氯苯)乘幂(硝基苯)乘幂(苯胺)乘幂(苯酚)乘幂(五氯酚)部分芳香族有部分芳香族有机物的吸附等机物的吸附等温线温线部分苯系物的部分苯系物的吸附等温线吸附等温线部分农药的吸附等温线百菌清y=3.414x1.0816敌百虫y=0.0353x0.3989敌敌畏y=0.3345x0.9228马拉硫磷y=0.1387x0.3177内吸磷y=0.0622x0.3804滴滴涕y=0.038x0.3875对硫磷y=0.0358x0.1653甲基对硫磷y=1.598x1.2605乐
12、果y=0.0774x0.4556林丹y=0.0557x0.4772,4-D y=0.0534x0.3895灭草松y=0.0819x0.6469阿特拉津y=0.012x0.43540.00010.0010.010.110.000010.00010.0010.010.11平衡浓度（mg/L）吸附容量（mg/mg）百菌清敌百虫敌敌畏马拉硫磷内吸磷滴滴涕对硫磷甲基对硫磷乐果林丹2,4-D灭草松阿特拉津乘幂(百菌清)乘幂(敌百虫)乘幂(敌敌畏)乘幂(马拉硫磷)乘幂(内吸磷)乘幂(滴滴涕)乘幂(对硫磷)乘幂(甲基对硫磷)乘幂(乐果)乘幂(林丹)乘幂(2,4-D)乘幂(灭草松)乘幂(阿特拉津)乘幂(百菌清)
13、芳香族化合物吸附参数芳香族化合物吸附参数 项 目 生 活 饮 用 水 卫生 标 准(m g/L)应 急 处 理 技术 吸 附 等 温 线 参 数 基 准 投 加 量 (m g/L)最 大 应 对 超标 倍 数 应 急 处 理 效果 苯 0.01 吸 附 k=0.0245,1/n=0.5217 PA C 30 17 显 著 甲 苯 0.7 吸 附 k=0.2083,1/n=0.763 PA C 34 18 显 著 乙 苯 0.3 吸 附 k=0.1331,1/n=0.5179 PA C 30 21 显 著 二 甲 苯 0.5 吸 附 k=0.2465,1/n=0.8495 PA C 28 19
14、显 著 苯 乙 烯 0.02 吸 附 k=0.166,1/n=0.624 PA C 10 57 显 著 一 氯 苯 0.3 吸 附 k=0.1213,1/n=0.5115 PA C 30 17 显 著 1,2-二 氯 苯 1.0 吸 附 k=0.2041,1/n=0.5425 PA C 33 16 显 著 1,4-二 氯 苯 0.3 吸 附 k=0.1401,1/n=0.2623 PA C 16 27 显 著 三 氯 苯（总 量）0.02 吸 附 k=0.2822,1/n=0.579 PA C 4 117 显 著 挥 发 酚（以 苯 酚 计）0.002 吸 附 k=0.0101,1/n=0.4
15、984 PA C 28 18 显 著 芳香族化合物 五 氯 酚 0.009 吸 附 k=0.0114,1/n=0.2079 PA C 11 38 显 著 基准投加量条件：水样污染物浓度为基准投加量条件：水样污染物浓度为标准限值的标准限值的5 5倍倍（超标（超标4 4倍），处理后浓度低于标倍），处理后浓度低于标准限值的准限值的5050。最大应对超标倍数条件：按粉末炭最大应对超标倍数条件：按粉末炭最大投加量最大投加量80mg/L，在取水口投加，在取水口投加，出水达标出水达标计。计。2.应对金属非金属污染物的化学沉淀技术n通过化学沉淀去除金属、非金属污染物。通过化学沉淀去除金属、非金属污染物。n确定
16、了针对主要金属非金属污染物的化学沉淀去除工艺，确定了针对主要金属非金属污染物的化学沉淀去除工艺，包括适宜包括适宜pH值、混凝剂的种类和剂量。值、混凝剂的种类和剂量。可有效去除约可有效去除约30种。种。n典型案例：典型案例：2005年年12月广东北江镉污染事件月广东北江镉污染事件 2008年年1月贵州都柳江砷污染事件月贵州都柳江砷污染事件絮凝絮凝沉淀池沉淀池取水口取水口碱碱混凝剂混凝剂砂滤池砂滤池清水池清水池氯氯酸酸在线在线pH仪仪在线在线pH仪仪反应后pH5.816.837.448.499.5910.6初始镉浓度0.042mg/L（原水不配浊度）Cd（mg/L）0.04090.02790.02130.00270.00197.697.6初始镉浓度0.032mg/L（原水配浊度100NTU）Cd（mg/L）0.03560.02380.01450.00220.00196.996.9npHpH值是化学沉淀法去除重金属离子的关键因素。调整水的值是化学沉淀法去除重金属离子的关键因素。调整水的pHpH为弱碱性后，去除率大大提高。为弱碱性后，去除率大大提高。n水中的镉离子在弱碱性条件下生成碳酸镉（重碳
