水(井深100-200m),矿化度及含氟量普遍较高。为解决饮水不安全区农村饮水问题,钻井深度为500m,封闭300-350m,取350m以下的水,大部分地区水质含氟量大幅下降,达到1mg/L以下,有的地方接近饮水安全指标,但有个别地方仍然较高。本规划新选水源为深层地下水,水源井深度大于500m,规划新建水源井共25眼,单井出水量50m/h左右。
6.3.2供水工艺流程
农村安全饮水工程给水处理工艺的确定应以水质化验结果和取得的已有资料为依据,以处理后水质达到饮用水标准为目的。为保证饮水安全,避开“高氟、苦咸、污染”水源,本规划近期选择深层地下水作为饮水水源,根据水质化验结果表明:当地深层地下水含氟量仍有部分村街超出国家饮用水卫生标准,因此必须进行处理,处理合格后方可饮用。由于新建水厂以集中供水为主,为满足供水变化需要,在集中水厂设臵调节水池,为避免水池带来二次污染,根据规范要求,集中水厂必须采用消毒处理工艺,其工艺流程为:
水源——(除氟)——水厂清水池——二级加压泵站——管网用户
消毒——┙
对于单村供水工程而言,由于规模较小,其工艺流程为: 水源——(除氟)——管网用户 消毒—┙
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6.3.2.1除氟工艺的选择
氟化物是水质的毒理学指标,广泛存在于自然界的水体中,同时也是人体必需的微量元素之一,饮用水中氟的适宜浓度为0.5~1.0mg/L,当人群长期饮用高氟水使会致病。除氟改水措施主要有改换低氟水源或采用物理、化学方法降氟工艺,目前被各国采用的主要有以下几种方法:①活性氧化铝吸附过滤;②骨炭吸附过滤;③铝盐混凝沉淀;④电絮凝;⑤电渗析和反渗透等。实际改水中应用哪种方法必须考虑水源的水质(含氟量、其它离子含量等)和水量(供水规模)。水量较大的水厂如采用电絮凝、电渗析和反渗透工艺投资相当大(一般设备投资为2万元/m〃h),设备产水量小(1-5m/h左右),一般自来水厂不可能采用,只能是特殊工艺用水采用。混凝沉淀工艺最简单,不需要设备投资,只要在饮水处理中加大含铝絮凝剂的投加量,但当含氟量较高时,用该法在降氟同时回造成C1、S04等其它离子超标。活性氧化铝、骨炭、R2吸附剂都是根据吸附过滤降低氟含量,吸附剂都可再生重复使用,这是目前水厂主要采用的工艺方案,并且该方法处理水量较大,适用于联村集中水厂。经比较,本规划采用吸附法对高氟水进行处理。
其处理原理为:在过滤器中加入除氟剂,水通过过滤器与除氟剂发生阴离子交换作用。其过程为R2SO4+2F =2RF+ SO4,经处理后含氟量可降至0.6mg/L。当除氟剂能力达到饱和时,可通
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入2%再生溶液进行再生。将除氟剂放入上述溶液中 ,浸泡5-10小时弃去浸液(浸泡时要适当搅拌)而后再用清水洗涤3-5次。或者用调PH法再生,PH控制在7.5。除氟剂可连续使用6-8年,当表面出现黄褐色时候,除氟效果明显降低,此系水中杂质污染所致,因此每半年用3%稀盐酸处理一次,其操作方法与再生方法相同。
6.3.2.2消毒工艺选择
水厂处理工艺方案的确定取决于原水水质,根据饮用水必须消毒的有关规定,对水厂消毒工艺比较如下:
①消毒工艺的选择
饮用水水质问题一直是人类最为关心的问题之一,水体中存在的大量的微生物严重威胁着人类的生命和健康。然而近年来,大量事实证明,危害人体健康的因素不仅包括饮用水中原先就存在的微生物以及各种次生有害物质,还包括消毒过程中产生并遗留下的有害物质。因此,迫切需要对这些次生有害物质的发生情况作细致的研究和分析,在此基础上,调查相应的消毒与生产过程,采取必要措施避免由消毒引起的水质下降,最终做到经济生产,安全饮水。
现在自来水工厂中常用的消毒杀菌剂有氯气,氯胺,臭氧,溴碘以及刚兴起的紫外光等。如果只考虑杀菌效果,每一种处理方法都能够达到饮用水水质要求,但是如果全面考虑水处理的效
果,各种方法的不足之处便纷纷暴露出来。
a. 氯气消毒
氯气消毒过程中,氯气和水反应生成次氯酸根等离子,次氯酸根离子具有较强的氧化性能,是氯气消毒的关键部分。次氯酸与水中的氨会继续生成氯化胺类化合物,以一氯胺为主,而它本身就可作为一种消毒剂使用。
自1908年美国新泽西州首次采用液氯对饮用水进行消毒以来,因其强大的杀菌力、低廉的价格,液氯一度成为当今世界上使用最多、应用最广泛的一种杀菌剂,并作为饮水安全的主要手段而沿用至今。然而液氯消毒带来的问题也逐渐显露出来,主要在于氯气在消毒过程中能够与水中有机物反应,并生成相应的氧化产物和氯代产物,这两类化合物逐渐被证实具有很强的毒性和致癌作用。另一方面证实使用氯气作为消毒剂时,由于氯的取代和氧化作用,能够生成大量的卤代物,严重危害人体健康。如果长时间饮用,即使浓度较低,其潜在的危害也将是致命的。
另外由于长期使用氯气作为杀菌剂,细菌产生了不同程度的抗药性,使氯气的使用量逐渐增加,大大提高了生成有害化合物的可能。再者当水的pH值大于9时,氯气的杀菌作用明显降低。所有这些表明,淘汰氯气,开发新型杀菌剂势在必行。 b. 紫外线消毒
目前,戒于氯气消毒的种种弊端,使用紫外线消毒悄然兴起。试验证明,紫外线消毒可以有效的杀灭水中的菌类,如果配合一
定的催化剂,又可以同时完全降解微量的有机污染物,并不产生任何其它的效应,如产生次生污染物等,应该是饮用水消毒处理的较好选择,阻碍其应用与推广的限制性因素是仪器的维护和造价问题,而且紫外光源寿命一般较短,这样不可避免的提高了饮用水的处理成本。 c.二氧化氯消毒
被称为“第四代”广谱杀菌消毒剂的二氧化氯作为新型饮用水杀菌剂已脱颖而出,并在全世界范围内得到推广与应用,这归功于它的高效和无副作用。
1)二氧化氯消毒的原理
降解污染物原理:二氧化氯性质极不稳定,遇水迅速分解,能生成多种强氧化剂,如氯酸,亚氯酸,次氯酸,氯气等,这些氧化物组合在一起,能够形成独特的协同作用,产生多种强氧化性自由基,活化有机污染物芳环上的不活泼氢,发生脱氢反应生成R自由基,并作为进一步氧化的诱发基团;自由基还能通过羟基取代反应,将芳烃环上的-SO3H、-NO2等基团取代下来,生成稳定性较差的羟基取代中间体,这些中间体易于发生开环反应,直至完全降解生成无机物。
杀菌原理:二氧化氯可以快速高效的杀灭各种致病菌和病毒,其杀菌作用是通过在水中分解出的中间产物如氯气等穿透细胞壁,使蛋白质变性而实现的。 2) ClO2消毒的优势