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关键词水产品;镉;危害;安全评估;现状;对策
中图分类号TS254.7文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0326-02
SecurityAssessmentofMetalCadmiumPollutioninAquaticProducts
WANG WeiLIU Guo-qing
(Dongguan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Dongguan Guangdong 523072)
AbstractThe metal cadmium harm to the body was briefly introduced in this paper,through the security assessment of aquatic products in Zhejiang,Fujian and Guangdong three provinces,the method of determination and removal of cadmium in aquatic products was expatiated and countermeasures and advices about cadmium pollution of aquatic products were proposed.
Key wordsaquatic products;cadmium;harm;security assessment;status;countermeasures
随着我国人们生活水平的提高,人们的饮食结构正在发生着变化,水产品具有低脂肪、高蛋白、营养平衡性好、味道鲜美等特点,深受消费者的喜爱。正因如此,水产品的安全性愈来愈受到人们广泛关注。我国是水产养殖和水产品生产大国,水产品质量安全对于保护消费者的健康和安全、促进社会稳定、促进水产品的外贸出口、保持渔业经济可持续发展具有重大意义。
由于现代工农业的发展,水质污染日益严重,重金属超标是尤为突出的部分,重金属对人体的危害很大,尤其是镉属于剧毒物质,对人体各系统、脏器都有毒性作用。浙江、福建、广东3个省是我国沿海重要的水产品生产及进出口贸易地区,通过对上述3个省水产品中镉污染安全现状进行评估分析,总结其检测与去除方法,提出了如何防范水产品镉污染问题的对策。
1重金属镉对人体的危害
镉是剧毒元素,对人体产生的危害十分巨大,急性镉中毒通常经10~20 min后,即可发生恶心呕吐腹痛腹泻等症状,严重者伴有眩晕大汗虚脱上肢感觉迟钝,甚至出现抽搐休克。
慢性镉中毒可以通过食物水和空气而进入人体内蓄积下来。吸入含镉气体可致呼吸道症状,经口摄入镉可致肝肾症状。长期食用遭到镉污染的食品,可能导致体内积聚过量的镉而损坏肾小管功能,造成体内蛋白质从尿中流失,久而久之形成软骨症和自发性骨折。长期饮用含镉离子的水,镉离子就会沉积在骨骼中,阻止钙离子的吸收,导致人体钙离子大量流失,引起骨质疏松、骨折、骨痛、骨骼病变。动物试验和人群的流行病学调查中发现,镉还可使温血动物和人的染色体发生畸变。镉的致畸作用和致癌作用(主要致前列腺癌),也经动物试验得到证实,但尚未得到人群流行病学调查材料的证实。摄入硫酸镉20 mg就可以造成死亡。
2水产品中重金属镉污染现状
我国各海域江河普遍受到不同程度的重金属污染,其中浙江、广东、福建海域底质的污染率高达80.1%[1],而且已经影响到水体的质量。我国水产品产地主要分布于东、南沿海,水产品产地集中程度高,且多数集中在海洋大省。下面就将从浙江、福建、广东3个省,分别简述其区域内水产品中重金属污染情况并按行业标准NY5073-2001无公害食品水产品中有毒有害物质限量规定:镉含量(以Cd计)软体动物≤1.0 mg/kg,甲壳类≤0.5 mg/kg,鱼类≤0.1 mg/kg,按GB2762-2005中鱼类镉的限量为0.1 mg/kg,按GB2733-2005中规定,鱼类镉的限量≤0.1 mg/kg进行评估。
2.1浙江省水产品中重金属镉污染现状
张永志等[2]对浙江省主要城市市场中的水产品重金属含量进行调查研究,所取样的水产品品种为:鳊鱼、大黄鱼、冻虾仁、南美白对虾、河蟹、黑鱼、黄鳝、鲫鱼、甲鱼、青蟹、梭子蟹、沼虾,按GB/T 5009.45-1996水产品卫生标准的分析方法的要求进行样品的消解,重金属镉采用石墨炉原子吸收仪测定,结果镉含量较高的种类为:梭子蟹、青蟹、河蟹、大黄鱼、冻虾仁等,其中梭子蟹超过了行业标准NY5073-2001的限量要求。
2.2福建省水产品中重金属镉污染现状
陆秋艳等[3]对福建省水产品中镉蓄积量进行检测,在莆田、泉州、厦门、连江等 9个地区的集贸市场及养殖场随机抽取一定数量的水产品,将所采集的样品分为:甲壳类、鱼类、贝类和软体类4类。所采集的水产品中,鱼类取背部肌肉,虾类取虾仁,蟹类及贝类取可食部分,样品消化采用微波消解法,重金属 镉的分析采用 Agilent 7500电感耦合等离子体质谱仪测定,按国家农产品安全质量无公害水产品安全要求标准、食品中污染物限量标准及农业部无公害水产品中有毒有害物质限量标准进行评估,结果甲壳类和贝类的超标率分别为16.70%和24.55%,鱼类和软体类符合标准,未超标。
2.3广东省水产品中重金属镉污染现状
王许诺等[4]对广东沿海贝类4种重金属含量分析和评价,在广东沿海的柘林湾、深澳白沙湾、长沙湾、大湾4个贝类养殖海域进行采样,样品采集后现场用海水冲洗干净,若壳上有附着物,用硬毛刷去除,然后切开闭壳肌清除体内杂物,用有机塑料板取出所有软组织和体液,冰冻保存带回实验室。按《食品中镉的测定方法》(GB/T 5009.15-2003),采用日立2000原子吸收分光光度计进行分析,调查结果的镉以《中华人民共和国农业行业标准无公害食品:水产品中有毒有害物质限量》[5]衡量,调查样品都符合要求。
牛显春等[6]对水东港及其近岸海域食用水产品重金属污染进行评价,在茂名水东港口养殖区布设4个点进行采样,所采的样分别为甲壳类、鱼类和软体类3个大类。结果与国家农业行业标准NY5051-2001《无公害食品:产品有毒有害物质限量标准》中“无公害食品水产品中有毒有害物质限量”(简称“限量标准”)进行对比,其比值(即质量指数)>1的,视为超标。结果水东港及其近岸海水中海洋生物体内重金属的含量均低于海洋生物污染评价标准。
黄长江等[7]对湛江港海域海产品中重金属残留进行评价,在南三岛与东海岛之间海域向鱼排养殖区及潮间带赶海渔民购得新鲜活体墨吉对虾(Penaeus merguiensis)、口虾蛄(Oratosquilla oratoria)、杂色蛤(Venerupisvariegata)、长蛸(Octopus variabilis)、美国红鱼(Sciaenops ocellatus)、红笛鲷(Lutjanussanguineus)和尖吻鲈(Lates calcarrifer)等。样品甲壳类、双壳类、头足类和鱼类等共7个品种,采用石墨炉-火焰原子吸收分光光度法进行检测分析,调查结果表示湛江港海产品中镉的污染程度加重趋势非常明显。同时,湛江港鱼虾类组织内镉含量也明显高于国内其他海域,其污染形势比较严重,其中口虾蛄肌肉镉含量已接近严重污染水平。
3水产品中镉的检测与去除方法
水产品中镉的检测严格按照国家标准《食品中镉的测定》(GB/T5009.16-2003)执行。水产养殖中为降低重金属的污染,生产出无公害水产品,养殖户应挑选符合《农产品安全质量无公害水产品产地环境要求》(GB/T18407.4-2001)的场地建设养殖场。建场时,必须预留10%~15%面积的池塘作为水质净化储水池。若检测到进入储水池的水体受重金属污染,应及时进行处理,经处理的池水才能通过渠(管)道放入养殖池塘。处理方法如下。
3.1药物处理
采用EDTA对水体进行处理。此种方法对水体中重金属的消除较彻底,但成本较大,一般多用于鱼苗的孵化育种和科研中。
3.2生物吸附
有些水生生物对重金属具有吸收和蓄积的作用。如刚毛藻对含汞废水的忍耐度较大,并可吸附蓄积去除水中的汞。因此,可利用这些生物净化水体。
3.3淤泥吸附
混浊的淤泥能吸附水体中大量的重金属,淤泥沉淀后可降低水中的重金属含量。其处理方法有以下3种:一是用水底增氧机。其管道都安装在塘底,可泛起塘底表面的淤泥,消除水底中的有害氨氮和硫化物,增加水中的含氧量,降低水中的重金属含量。二是出鱼后降低鱼塘的水位至60~80 cm,把增氧机全开,可泛盖塘底表面的淤泥,然后立刻进水,这样利用浊水中淤泥的吸附作用可降低水中重金属的含量。三是用黄泥开浆全池泼洒,用黄泥375~600 kg/hm2,同样利用其吸附作用以降低水中重金属的含量。
4水产品镉污染问题的对策
要降低水产养殖中的重金属污染,最好的办法是从根源上着手,减少重金属等污染物排放,为渔业生产提供一个健康的大气环境、水环境。近几年来,水产品质量安全问题得到了人们空前的重视,各级渔业行业主管部门采取了一系列措施来提高水产品质量,取得了一定的效果。目前的措施主要针对渔药、饲料等投入品,而对重金属污染没有引起足够的重视,采取的有力措施也少。
4.1防止渔业水域污染,从源头上保证水产品质量安全
积极治理工业“三废”,消除其对渔业水域的有毒化学物质污染,有关工矿企业要积极改革工艺。受污染的水不能作为养殖用水,渔场周围3 km范围禁止建设严重污染企业[8]。减少重金属镉超标对人体的危害,大力治理水污染,从源头上减少江、河、湖泊中重金属镉的含量。
4.2加大对水产养殖的用药管理和专项整治
建立水产品安全追溯制度,加强对剧毒农药生产、使用的管理,积极研制高效、低毒、低残留农药新品种,以减少水产品中的重金属镉的残留量。积极开展水产品重金属镉的污染和残留的检测工作,严格执行我国食品卫生标准中重金属镉限量的规定,对不符合规定的企业或经销商坚决予以关闭和取缔。
4.3全面调查养殖区域重金属镉污染情况,做好养殖区域布局规划与调整
定期监测江河水质,建立预警制度,及时向全社会监测结果,以指导养殖生产。支持研究与推广养殖新模式,大力发展可持续渔业即绿色水产品,以应对水产养殖中重金属镉的污染。
4.4健全水产品质量安全的监管体系
各部门应明确分工、协同共管,渔业监管部门应发挥监管的主体作用,积极主动地与食品药品监督、卫生、工商行政、检验检疫等部门加强沟通、相互配合,从而形成监管合力,保证水产品安全。
5参考文献
[1] 周怀东,彭文启.水环境与水环境修复[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2] 张永志,王钢军.浙江省主要城市市场中的水产品重金属含量调查研究[J].广东微量元素科学,2004(6):56-59.
[3] 陆秋艳,吕华东,邱秀玉,等.福建省水产品中铅镉铬蓄积量检测[J].调查研究与分析,2009(1):1.
[4] 王许诺,王增焕,林钦,等.广东沿海贝类 4种重金属含量分析和评价[J].南方水产,2008,4(6):83-87.
[5] 中华人民共和国农业部.NY5073-2006无公害食品 水产品中有毒有害物质限量[S].北京:农业出版社,2006.
[6] 牛显春,周建敏,熊德琴,等.水东港及其近岸海域食用水产品重金属污染及无公害评价[J].广西科学,2007,14(3):299-302.
关键词:水泥窑;协同处置;城市废弃物
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)06-103-03
Disposal of Municipal Waste by the Cement Kiln in the Area around Chaohu Lake
Liu Wei
(Chaohu Environmental Protection Monitoring Authority,Chaohu 238000,China)
Abstract:Through the investigation of city waste disposal and pollution situation in the area around Chaohu Lake,several ways of city waste disposal and the development status of municipal waste disposal using cement kiln at home and abroad were introduced,and feasibility of using the cement kiln to co-dispose of waste in the area around Chaohu Lake was analyzed. It is pointed out that using the cement kiln to co-dispose city waste,to achieve city waste“reduction,recycle and harmless”disposal in the area around Chaohu Lake,the construction of the Chaohu City demonstration area of ecological civilization has very important significance.
Key words:Cement kiln;Co-dispose;Municipal waste
巢湖是中国五大淡水湖之一,湖区面积760km2,流域面积1.35万km2。自20世纪80年代以来,巢湖污染逐步加重,湖泊富营养化状况严重,成为国家水污染重点治理的“三河三湖”之一。2011年,安徽省实施行政区划调整后,巢湖湖区成为合肥市的内湖,本次调查以合肥市域为主。根据第六次人口普查数据,合肥市常住人口为745.8万,其中市辖区人口合计335.2万,占全市人口的45%。长丰、肥东、肥西、巢湖、庐江常住人口均在50万~100万人。全市城镇人口453.4万,乡村人口292.4万,城镇化水平约60.8%,城镇化率平均每年提高约2个百分点。随着城镇化和城乡一体化的推进,环巢湖区域周边垃圾与日俱增,垃圾围城现象日趋严重。
1 环巢湖区域城市废弃物处置现状
城市废弃物按照其产生的来源,主要有生活垃圾和城市污水处理厂污泥等。数据显示,在过去的5a,我国的生活垃圾以每年6%的速度增加,2013年,我国城市生活垃圾日处理规模已达44万t。2013年,环巢湖区域生活垃圾日处理规模量为3 760t,其中合肥市(包括肥东县)2 900t、巢湖市260t、庐江县230t、肥西县200t、长丰县170t。生活垃圾无害化处置方式是卫生填埋。环巢湖区域现有垃圾填埋场5座,分别位于肥东县(收集合肥市区和肥东县生活垃圾)、肥西县、长丰县、巢湖市、庐江县,总占地面积1 168.6hm2。环巢湖区域现投入运行城市污水处理厂19座,设计日处理能力126万t,实际日处理能力119万t,日产生沉淀污泥量(含水率80%)约775.7t。城市污水处理厂污泥处置方式为堆肥。目前环巢湖区域内城市废弃物处置方式比较单一,没有做到减量化和资源化。环巢湖区域属于水环境保护区范围,垃圾卫生填埋、污泥堆肥都需要占用较多的土地资源,容易造成二次污染,对该区域内大气、地表水、地下水和土壤环境均会产生不利影响。因此,在环巢湖区域探索有效的城市废弃物处置方式,解决固体废物污染环境的问题显得非常重要。
2 城市废弃物处置方式优选
我国城市废弃物处置的常用方式主要有卫生填埋、堆肥、焚烧和水泥窑协同处置等。从表1可以看出,利用水泥窑协同处置城市废弃物,既减少了对环境和资源的破坏,又避免了卫生填埋、堆肥、焚烧等处置方式造成的二次污染,具有天然的优势和环境友好性的特点,是实现城市废弃物减量化、资源化、无害化最环保、经济、适宜的方式,取得了极高的经济效益和社会效益,应成为环巢湖区域处置城市废弃物的最佳发展方向。
表1 城市废弃物处置方式对比分析
[内容\&卫生填埋\&堆肥\&焚烧\&水泥窑协同处置\&选址\&困难,需考虑地理、地质条件,防止污染地表水、地下水,一般远离城区,运距较远\&有一定难度,需避开居民密集区,运距适中\&容易,可靠近市区建设,运距较近\&利用现有水泥企业,无需重新选址\&占地面积\&需大面积土地\&中等\&小\&小\&适用条件\&适用\&有机垃圾组分高,需防止重金属污染\&热值较低,需添加燃料\&适用\&产品\&可回收沼气发电\&生产肥料\&发电或提供热能\&提供原料和燃料\&环境污染\&渗滤液污染,臭气污染,产生甲烷气体\&恶臭污染、重金属污染\&烟尘、硫氧化物、氮氧化物、二恶英污染\&依托水泥窑技术优势,烟尘、二恶英污染降到最低\&最终处理\&无\&非堆肥物需填埋处置\&焚烧残渣需填埋处置\&无\&特点\&处理量大,投资、处理成本均较低,但渗滤液污染等对环境和人群健康危害很大\&废弃物变肥料,有利于资源化,但占地多,易造成土壤、水体、大气的二次污染\&投资大,运行成本高;二恶英不易达标;焚烧残渣需处置,易造成二次污染\&技术成熟、技改和运行成本均较低,粉尘、二恶英排放达标,无二次污染,真正实现减量化、资源化、无害化\&]
3 水泥窑协同处置城市废弃物技术特点
水泥窑协同处置城市废弃物技术,主要是利用水泥高温煅烧窑炉焚烧处置城市废弃物,是一种在水泥生产过程中使用固体废物,通过废弃物来替代燃料和原料,并从中回收物质和能量的过程。在焚烧过程中,城市废弃物中的有机质被彻底分解无害化,产生的热量被水泥生产回收,实现了能量利用的最大化,灰渣作为水泥组分直接进入水泥熟料产品中,在实现资源化的同时做到了废弃物的减量化。
水泥窑协同处置城市废弃物为水泥工业和城市废弃物处置提供了“双赢”的方式,是目前发达国家处置城市废弃物和危险废物的重要手段之一,成为城市清洁、高效处置废弃物的理想选择,在国内外得到了广泛应用。中国是水泥生产大国,具有水泥窑协同处置城市废弃物的天然优势,利用水泥窑协同处置城市废弃物对于缓解环境压力,降低处置成本,提高城市废弃物资源再利用水平和无害化水平具有重要的意义。
4 水泥窑协同处置废弃物发展现状
自20世纪70年代起,美国、德国、荷兰等发达国家已开始利用水泥窑协同处置废弃物技术,目前广泛应用在生活垃圾、污泥、一般工业固体废物和危险废物处置上。发达国家已将水泥窑协同处置废弃物作为水泥行业节能减排的重要方法之一。以作替代燃料为例,发达国家有2/3的水泥企业使用替代燃料,2009年欧洲水泥企业的替代燃料比例达18%,比1990年提高了15个百分点。其中,荷兰燃料替代率达到92%,为世界最高,其次为德国燃料替代率达到58.4%,瑞士、挪威和奥地利等国家燃料替代率达40%以上[1]。水泥窑协同处置技术实现了废弃物资源再利用,即将废弃物转变为生产水泥的原料和燃料,该技术在经济和环保2个方面均显示出巨大优势,在发达国家处置城市废弃物中发挥着重要作用。
自20世纪90年代,我国开始从事利用水泥窑协同处置废弃物的技术研究,并取得了显著效果。目前,我国水泥企业已基本掌握水泥窑协同处置废弃物的关键技术,技术体系逐渐完善,利用废弃物的数量和品种不断增加。中材水泥、海螺水泥、越堡水泥、华新水泥等企业已在利用水泥窑处置城市生活垃圾、污水处理厂污泥等城市废弃物上取得成功。广州越堡水泥厂利用水泥窑协同处置600t/d污泥项目、中材国际投资并管理运行的“溧阳市利用水泥窑无害化协同处置450t/d生活垃圾示范项目等陆续投入运行以来,各项指标均满足国家相关标准的要求,均成为行业内的示范工程[2]。天津水泥、重庆南山水泥、北京水泥等企业也先后取得了危险废物的经营许可,并形成了一定的处置能力。
5 环巢湖区域利用水泥窑协同处置城市废弃物的可行性
5.1 水泥窑协同处置废弃物政策体系日趋完善 为鼓励和加快利用水泥窑协同处置各类废弃物,国家出台了一系列政策、技术规范和标准,积极引导水泥工业走资源综合利用、生态环境保护的可持续发展道路。国家发改委2013年第21号令《关于修改产业结构调整指导目录(2011年本)》中明确国家鼓励利用现有2 000t及以上新型干法水泥炉窑处置工业废弃物、城市污泥和生活垃圾,奠定了水泥窑协同处置技术是固体废弃物处置的重要手段。2014年5月,国家发改委、环保部等七部委联合发出《关于促进生产过程协同资源化处理城市及产业废弃物工作的意见》,将在水泥、电力、钢铁三大高温工业中推动工业窑炉协同处置城市及产业废弃物的发展战略,要求培育一批协同处理废弃物的示范企业和示范项目,在有条件的城市和大企业率先开展工业窑炉协同处置产业化发展模式,起到启发、借鉴和引领的示范作用。2013年12月,环保部的《水泥窑协同处置固体废弃物污染控制标准》(GB30485-2013)对水泥窑协同处置固体废弃物提出了明确的排放控制要求。国家《十二五规划纲要》也将“支持水泥窑协同处置城市生活垃圾、污泥生产线和建筑废弃物综合利用示范线”建设作为建材工业发展重点之一。政策体系的日趋完善为水泥行业推进水泥窑协同处置固体废弃物带来了极大的鼓励和信心,为我国的环保事业和水泥工业转型升级起到了积极的促进作用。
5.2 环巢湖区域利用水泥窑协同处置城市废弃物的有利条件 环巢湖区域石炭岩储量丰富,合肥市所辖的巢湖市和庐江县建材工业发达,是安徽省重要的水泥生产基地,主要的水泥企业有中材水泥、巢东水泥、皖维高新公司、南方建材安徽大江公司等水泥企业,现有熟料产能4.3万t/d,产能在2 000t/d及以上新型干法水泥窑生产线有11条,其中4 500t/d新型干法水泥窑生产线就有8条。因此,在环巢湖区域推广利用水泥窑协同处置城市固体废物具有得天独厚的优势,是实现环巢湖区域城市废弃物“减量化、资源化、无害化”的最有效手段。现水泥企业都面临着节能减排、淘汰落后产能和环境保护的巨大压力,利用水泥窑协同处置城市废弃物为水泥企业转型升级提供了有利的契机。一是实现了传统产业的转型,水泥窑协同处置城市废弃物具有投资少、处置量大、资源利用率高等优点,有效地解决了废弃物的处置问题,并且降低了水泥企业的能耗,同时将水泥企业转型为环保服务型制造业。二是转型后的传统工业可以服务于现代化城市的生态文明建设,实现了企业与城市的和谐发展,从而推进区域循环经济、低碳经济发展。
6 结语
环巢湖区域利用水泥窑协同处置城市废弃物,在利用现有水泥窑的基础上,不需要征用土地,只要对现有水泥生产线进行技术改造,废弃物处置过程中不会产生二次污染,并将城市废弃物所具有的热量和物质转化为水泥生产的替代燃料和原料,即可以处置城市废弃物,实现资源综合利用和达到环境保护的目的,还为水泥行业节约资源、降低能耗,实现可持续发展创造了条件。项目的实施,对于缓解环巢湖区域城市废弃物处置能力不足,削减对巢湖水环境的污染负荷,改善巢湖水环境质量,保护巢湖生态环境,建设巢湖生态文明示范区具有十分重大的意义。
参考文献
[1]富丽.我国水泥窑协同处置废弃物现状分析与展望[J].居业,2012(04):68-70.
关键词:场镇供水、优化混凝、浅池沉淀、超滤、纤维束过滤、消毒
水是人类生存最基本的条件,获得安全饮用水是人类的基本需求,事关群众的身心健康和正常生活。据世界卫生组织的资料,在发展中 国家,80%的疾病是由不安全的水和恶劣的卫生条件造成的,妇女儿童受危害最严重。要减少疾病、拯救生命,最行之有效的措施就是使所有人得到安全的饮用水。我国农村有3亿多人饮水不安全,高氟、高砷、苦咸、污染等水质问题已严重影响到群众身体健康,水量不足、季节性缺水、取水不便问题严重影响着群众的正常生活,解决饮水安全问题是农民的迫切需要。本文从传统工艺混凝、沉淀、过滤、消毒四方面分析了提高供水水质技术的方法,并针对性的提出了适合重庆市场镇供水技术的一些观点和看法。
1.提高场镇供水水质的必要性
据初步统计,农村自来水普及率尚不到40%,仅有14%的村庄有供水设施,而且用水器具质量和供水效率低,处理设施简陋,约有3.2亿农村人口饮水不安全,其中1.9亿人的饮用水有害物质含量超标,饮用高氟水6300万人,饮用高砷水230万人,饮用苦咸水3800万人,血吸虫病区饮水不安全人数达1100万人。
重庆地处西部,人均当地水资源量1651立方米,为全国人均值的2/3。同时,全市水资源时空分布不均,开发利用程度低,工程性缺水十分严重,三峡库区更是“守着长江仍喊渴”,农村饮水安全现状形势十分严峻。2004年,根据饮水安全评价指标体系现状调查结果,重庆市农村总人口2423.32万人,饮水不安全人口达到1341.21万人,占农村总人口的55.35%。随着经济的快速发展和城镇化步伐的加快,城镇生活污水和工业废水排放量越来越大,但处理水平和达标排放率都很低;农业生产中大量使用农药、化肥等,致使水体有害微生物、有机物、氨氮等超标严重,色、嗅、味感官性状差,且有逐渐恶化的趋势。直接饮用未经处理的污染水,对人体健康危害严重。饮用细菌严重超标的污染水会导致肠道疾病甚至急性传染病暴发,饮用有机污染严重的水会降低免疫力,致畸、致癌、致突变。
2.目前提高供水水质的方法简述
传统饮用水处理工艺主要有混凝、沉淀、过滤、消毒四个步骤,随着经济的快速发展和城镇化步伐的加快,原水水质受到不同程度的有机物污染、微生物污染、重金属污染等等,这就对目前常规工艺水处理方法提出了严峻的挑战。针对不同原水水质情况,在原有常规工艺基础上,提出了预处理,常规处理和深度处理三步法对受污染原水进行处理。根据目前我市原水水质情况,本文主要从强化常规处理出发,分别概述改进场镇供水的一些可能的方法。
2.1优化混凝技术
2.1.1混凝剂的选择及优化
水的混凝处理是常规给水处理系统中最常用的一种工艺,通常其主要作用是去除水中悬浮颗粒和胶体微粒,同时也可以去除水中一部分有机物,但去除有机物的效率不高且波动范围较大,这主要与水中有机物的种类、形态有关。目前给水处理工艺中常用的混凝剂是Al2(SO4)3、FeCl3、PFS(聚合硫酸铁)、PAC(聚合铝),由于水的pH值直接影响到混凝剂的水解形态和水中微粒的表面特性,不同混凝剂最佳pH范围也存在显著不同,进而影响到混凝效果,因此根据原水水质合理选择混凝剂,以及调整原水pH值来达到最佳混凝效果是值得注意的问题。
当混凝剂用量低时,获得较好混凝效果所发生的作用机理主要是电性中和、吸附架桥;而当混凝剂用量高时,获得较好混凝效果所发生的作用机理主要是吸附架桥、网捕沉淀。
2.1.2改善混凝水力条件
水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间。搅拌强度常用速度梯度G来表示。在混合阶段,要求混凝剂与废水迅速均匀的混合,为此要求G在500~1000s-1,搅拌时间t应在10~30s。而到了反应阶段,既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会,又要防止生成的小絮体被打碎,因此搅拌强度要逐渐减小,而反应时间要长,相应G和t值分别应在20~70s-1和15~30min。为确定最佳的工艺条件,一般情况下,可以用烧杯搅拌法进行混凝的模拟试验。
2.2浅池沉淀技术
浅池沉淀理论:设斜管(斜板)沉淀池池长为L,池中水平流速为V,颗粒沉速为u0,在理想状态下,L/H=V/u0。可见L与V值不变时,池身越浅,可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板,将H分成3层,每层层深为H/3,在u0与v不变的条件下,只需L/3,就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变,由于池深为H/3,则水平流速可增加的3v,仍能将沉速为u0的颗粒除去,也即处理能力提高倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。这就是20世纪初,哈真(Hazen)提出的浅池理论。
小间距斜板沉淀池技术是浅池技术的发展,由于斜板间距小,抑制了矾花沉降中的脉动干扰,加之沉淀距离小,矾花可快速沉淀水流阻力大,沉淀池中流量分布均匀,避免局部矾花泄漏,沉淀面积与排泥面积相等,大幅度提高了沉淀排泥负荷,有利于排泥,并且使沉淀池清水区上升流速可达到3.0~3.5mm/s,沉后水浊度可稳定保持在3NTU以下。
2.3新型过滤技术
2.3.1超滤膜技术
超滤是一种筛孔分离过程,在静压差为推动力的作用下,原料液中溶剂和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧,一般称为滤出液或透过液,而大粒子组分被膜所阻拦,使它们在滤剩液中浓度增大。超滤膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和形状的孔,聚合物的化学性质对膜的分离特性影响不大。
膜分离技术被称为“21世纪的水处理技术”,它不仅能有效去除水中的浊度、色度、硬度、天然有机物、藻类、细菌、病毒以及消毒副产物等,而且还具有处理效率高、工艺流程短、易控制、使用灵活、占地面积小等特点,成为替代传统处理工艺最有竞争力的技术。因此膜分离技术的研究和应用逐渐成为饮用水处理领域的热点。中国工程院院士李圭白提出了第三代饮用水工艺,它的核心特点就是利用了超滤技术,超滤膜技术被誉为绿色净水工艺,超滤出水浊度一般为0.1NTU左右,并与超滤前水的浊度基本无关。
2.3.2纤维束过滤技术
高效纤维过滤技术采用了一种新型的软填料―纤维束作为滤元,其滤料单丝直径可达几十微米甚至几微米,具有巨大的比表面积,而且过滤阻力较小,打破了粒状滤料的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制。微小的滤料直径,极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量;由于纤维束可以完全放松清洗恢复性能,使过滤性能不随时间衰减;由于纤维束由纤维长丝制成,不掉毛且几乎不磨损,使滤料寿命达十年以上。
高效纤维过滤技术,成功地解决了纤维滤料在过滤和清洗过程中存在的各种问题。更好地发挥了纤维滤料的特长,实现了理想的深层过滤效应。
2.4消毒工艺
通常消毒方法可分为物理法和化学法。物理法包括加热、紫外线、或射线照射、分子筛等;化学法主要采用强氧化剂如氯气、二氧化氯、臭氧、高锰酸钾、氯胺、次氯酸钠等化学药剂。
长久以来,由于化学法具有容易实现、成本低的优点,所以使用较多,而液氯作为廉价的消毒剂有着最广泛的应用。但氯气是一种具有强烈刺激性的有毒气体,在运输和使用过程中易发生泄漏和爆炸。由于氯氧化性强,易与水中有机物发生反应,对消毒产生干扰,另外其反应产物卤代烃、氯仿、三卤甲烷、多氯联苯等物质对人畜有毒害,许多还是致死、致畸、致突变的“三致”物质。现在国际上许多国家和地方政府已限制氯及其衍生物的使用。我国一些地方的环保部门和劳动保护部门也对液氯的使用进行了控制。
细菌受紫外光照射后,紫外光谱能量为细菌核酸所吸收,使核酸结构破坏,从而达到消毒的目的。紫外线消毒速度快、接触时间短,反应快速、效率高,无需投加任何化学剂,不影响水的物理性质和化学成分,不增加水的臭和味,操作简单,便于管理,易于实现自动化,但是紫外线消毒无持续消毒作用,水中悬浮物浓度直接影响消毒效果。
二氧化氯是一种广谱型消毒剂,它对水中的病原微生物,包括病毒、细菌芽孢等均有较高的杀死作用。二氧化氯消毒处理工艺成熟,效果好。二氧化氯只起氧化作用,不起氯化作用,不会生成有机氯化物;杀菌能力强,消毒效力持续时间较长,效果可靠,消毒杀菌能力高于氯。
3.重庆市场镇供水技术改善方法
场镇供水技术的提高可以通过以上几种方法进行优化组合,在优化混凝的同时,选用较合适的沉淀和过滤工艺,并辅助以相应的消毒措施,让场镇居民喝上安全放心的自来水。
根据重庆原水水质特点,为了达到汛期高浊度水的出水标准,除进行以上优化组合外,同时还要有针对的对高浊度水进行处理,以下简要叙述目前的两种降低高浊度原水浊度的方法。
3.1高分子絮凝技术
一般认为絮凝过程是絮凝剂水解产物对水中胶体进行电中和使其脱稳,并通过吸附架桥或网捕作用使脱稳的胶体生成粒度较大的絮凝体,再通过沉淀与过滤进行分离去除。但是絮凝过程中的电中和、吸附架桥或网捕3种作用很难同时达到优化状态。
高效絮凝剂与高效助凝剂的电中和吸附架桥、网捕作用较同步地达到优化状态,形成了大而密实的絮凝体,絮体沉淀速度快,能明显提高固液分离效率。采用混凝剂与助凝剂复配投加并优化其絮凝反应条件对于高浊度水的处理是切实可行的。
3.2旋流沉砂技术
旋流沉砂设备是根据流体中地固体颗粒在除砂剃里旋转流动时地筛分原理制成的。在加以过滤装置组合而成的新型分离装置,当水流在一定的压力下从除砂水密度不同在离心力向心力共同作用下,使密度低的水上升,由出水口排出,密度大的砂由设备低部排出,沿水流共同上浮的个别微小颗粒再由第二级过滤装备过滤,从而达到除砂的目的。