凈水廠改造的必需技術：臭氧－活性炭深度處理

              王占生 (給水深度處理研究會 理事長 清華大學環境科學與工程系 教授)

    飲用水安全保證的有效技術－臭氧活性炭。臭氧是強氧化劑，活性炭是吸附有機物最有效的吸附附劑，這兩個技術聯用，還可在活性炭上濃縮氧氣、濃縮有機物、微生物，使活性炭成為生物炭，也即在炭上凹洼處、大孔處由微生物結群與分泌物一起形成生物膜，活性炭的生物膜有降解水中有機物的作用，在活性炭吸附與脫附有機物過程中起著再生的作用。

    飲用水中重金屬離子的危害比較好解決，一般在選水源時就解決了，如有問題可查出污染源，就地處理就行。主要的危害成為有機物（天然的與合成的）。一些難被自然界微生物降解的有機物會在環境中積累，并通過食物鏈最終侵入人體，在人體內積累，達到一定程度就會影響到人的健康，如“三致”物質、內分泌干擾物質等。內分泌干擾物不僅最終致癌，而且對神經系統、免疫系統與生殖系統引起干擾。

    臭氧能對大分子有機物開環、斷鏈，使之成為較小分子有機物，使難以降解的有機物變成易于降解，有利于后續活性炭吸附與生物降解。臭氧還能直接氧化一些有機物成為CO2與H2O.活性炭置于臭氧之后能較有效吸附小分子有機物并成了微生物載體，生物膜可以氧化一些微量有機物。因此臭氧－活性炭聯用技術可以有化學氧化、物理吹附與生物降解三方面的作用，還有活性炭介質的過濾作用，與此同時，還可以有效的脫色、除味、除濁。是目前在國際上最常用、最成熟的去除有機物的技術。

    在我國以往一直為解決水量問題而努力，現在由于工業結構調整，對一些城市，水量的矛盾基本解決，而水質問題比較突出，過去在計劃經濟時代臭氧－活性炭技術被認為“高不可攀”，僅在很少經濟條件好的企業（如石油化工企業）中采用，現在按照市場經濟規律，水價已經漲到1～2元。水源水質又遭到污染，水質標準越來越高，因此在當前條件下，陳舊的凈水廠采用臭氧－活性炭進行改造的時代已經到來。

    根據一些城市的規劃：上海在2010年前，將完成1050萬m3/d飲用水的臭氧－活性炭處理;深圳已經著手全面改造原有水廠，增加臭氧－活性炭工藝，杭州決定水質量好上加好，準備在2010年前主要水廠采用臭氧－活性炭工藝，廣州市擬定2010年前的臭氧－活性炭技術改造400萬m3/d的水量。在江浙水網地區如嘉興、桐鄉、海寧、平湖等市有的已經完成改造（桐鄉），有的將新建水廠（嘉興）或正在改造（海寧、平湖）。

    我國地表水水源，Ⅱ類水只在大江、大河干流才有，Ⅲ類水較為普遍，但Ⅲ類水只是水源地二級保護區的水質（耗氧量小于6mg/L），離Ⅱ類水（水源地一級保護區）耗氧量小于4mg/L，相差2mg/L。根據經驗Ⅱ類水要達到現金2001年生活飲用水規范中有機物綜合性指標CODMn標準應小于3mg/L,采用傳統處理混凝－沉淀－過濾－消毒可以使CODMn<3mg/L,但Ⅲ類（<6mg/L)水要達到出廠水<3mg/L,傳統工藝將是無能為力的，一般只能達到4mg/L左右�？梢哉f只有增加臭氧－活性炭技術才能使Ⅲ類水源水處理到出廠水達到<3mg/L的要求。上海浦東周家渡水廠運行兩年，在黃浦江原水CODMn6mg/L左右，出水廠能做到<3mg/L。由于有機物降解作用，當活性炭吸附達到飽和后，生物膜能繼續降解有機物，因此臭氧活性炭技術中活性炭工作周期能延至2～3年。

    根據常州二水廠運行經驗，臭氧－活性炭單位水量投資約為200元/m3/d,運行費連拆舊，小于0.2元/m3.深圳諸水廠增加臭氧－活性炭設計（包括增設加壓泵站）的投資在250～270元/m3/d,運耗費也在0.2～0.3元/m3.

    增加臭氧－活性炭深度處理使CODMn<3mg/L,色、嗅、味全面提高的情況下，1m3水增加0.2～0.3元，老百姓是可以接受的。各級政府應該大力提倡提高飲用水安全性，增設深濾處理，為老百姓辦實事。如果聽之任之，將水質矛盾推給老百姓自己解決而形成家家設凈水器、戶戶用灌裝水，并不是可取行為，怎樣貫徹執行“三個代表”呢？可以說是，隨著收不同形式所有制的資產，開設各城市的基礎設施，投資可以從今原水的優質優價得到償還，整體的改造現有給水系統（包括水源保護，水廠改造，管網改造，住戶管道更新）。我國給水事業最終能實現飲用水水質與國際接軌，打開水龍頭可以直飲的目標。

    活性炭在我國有資源，也有技術，可以生產不同類型的活性炭，質量有待提高，但用于凈水是合格的，價格是較低的。就是使用地區應該設活性炭再生廠，就地處理，再生利用，該項工程并不難做到�；钚蕴孔魃�物炭用是否需要高質量的壓實后的破碎炭（去除微量有機物效果好）也需要通過比較試驗，才能沉淀，還需要進一步研究。

    臭氧發生器的制造至今我國還較落后，落后就要挨打，因此一些國際上名牌廠家不愿與我們合作共同生產，只讓做他們的地區代表，代銷其產品，雖然也有不少有志之士盡囊相投，奮發研究，但因投入不足多數分散研究，目前還難于與國際上競爭。臭氧技術主要在于：臭氧發生單元的研制（搪瓷、陶瓷管.....）中須裝置與專用變壓器的配備，其實在我國單項技術的研究不乏其人，但綜合研究就顯得不足了。

    設想：能否集中起來，齊力攻克，有的負責拉玻璃管或制搪瓷、陶瓷管，有的負責中頻機，有的專攻高壓變壓器，以此與國外廠商競爭，也讓他們看到中國集中氣力的威力，這樣才能使他們誠心與我們合作生產或轉讓技術，條件是要有大的投入，要有人組織，要大家齊心協力才行。

    當然還有一條路子，就是維持目前現狀，引進各國廠商競爭投標，百花齊放用外國設備。

    何種措施才能達到我國吸取外國成就，自己做出幾個像樣產品，作為競爭的資本，請大家獻良策、獻良奇計！

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