摘要：作為銅川新區(qū)的骨干供水設(shè)施——凈水廠的供水水質(zhì)安全十分重要。為了防范可能發(fā)生的水源水質(zhì)突發(fā)性污染的威脅，保證供水水質(zhì)，應(yīng)考慮凈水廠應(yīng)急供水的技術(shù)措施。分析表明，各種藥劑投加方法及設(shè)施能解決多數(shù)污染物的應(yīng)急控制問題，而且投資小，啟動迅速，應(yīng)作為凈水廠應(yīng)對突發(fā)污染的首選措施。凈水廠應(yīng)急方案中還應(yīng)重視“關(guān)口前移”、應(yīng)急排水、強(qiáng)化混凝等寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 飲用水 突發(fā)污染 應(yīng)急供水 水質(zhì)安全

一、問題的提出：2005年以來，我國相繼發(fā)生了松花江水質(zhì)污染、太湖藍(lán)藻污染、陜西渭南藍(lán)藻污染等水質(zhì)事件。我們桃曲坡水庫也于2007年和2010年相繼發(fā)生了藻類污染和整體性超高濁污染等事件。這類事件導(dǎo)致整個(gè)城市停水或不能正常供水，給人民生產(chǎn)、生活造成很大損失，也造成嚴(yán)重的社會恐慌，給供水企業(yè)的社會公眾形象造成很大損害。隨著氣候的逐年惡化和環(huán)境污染的持續(xù)加劇，此類飲用水突發(fā)性污染事件的發(fā)生頻率也在逐年增加。

那么突發(fā)性水污染是否可以避免?發(fā)生污染后有沒有更好的應(yīng)對措施，可使凈水廠不停水或少停水?作為可靠性要求較高的銅川新區(qū)城市供水系統(tǒng)應(yīng)該針對可能的突發(fā)性水源污染做好哪些準(zhǔn)備?在給水處理技術(shù)上需要加強(qiáng)那些工作?

如何應(yīng)對突發(fā)性水污染的問題，已經(jīng)引起銅川市政府相關(guān)部門和供水企業(yè)的高度重視。曾經(jīng)發(fā)生的桃曲坡水庫的階段性污染已經(jīng)得到控制，但其污染影響不會立即消失，每年的暑期即7、8、9月份爆發(fā)的可能性依然很高，甚至極端干旱年份的整個(gè)夏秋季節(jié)都是高發(fā)時(shí)段，對銅川新區(qū)的城市供水安全形成持續(xù)的年度階段性威脅。我們在重視污染源的同時(shí)，也要重視研究水污染應(yīng)急供水技術(shù)，凈水廠應(yīng)有針對性地編制應(yīng)急供水預(yù)案。對突發(fā)性的重大水污染，如果能事先做好準(zhǔn)備，不停水或少停水的是可能的，關(guān)鍵要做好技術(shù)上、水處理措施上的儲備，還要做好管理措施上的研究和演練。

城市供水應(yīng)急預(yù)案包括很多方面，從供水技術(shù)上要考慮多水源、多供水點(diǎn)的優(yōu)化調(diào)度，避開受污染水源或減少受污染水源的供水量等，具體講就是可利用凈水廠8萬米3調(diào)蓄水池，在污染產(chǎn)生之初先期蓄積一部分源水，也可臨時(shí)啟用應(yīng)急地下水供水設(shè)施;同時(shí)也要考慮凈水廠水處理工藝系統(tǒng)的應(yīng)急強(qiáng)化處理能力，這是保障應(yīng)急供水情況下不中斷供水、保證供水水質(zhì)的關(guān)鍵點(diǎn)。目前，建立凈水廠防范突發(fā)性水源水質(zhì)污染的應(yīng)急預(yù)案問題已經(jīng)引起管理局和公司領(lǐng)導(dǎo)層的高度重視，每年的經(jīng)濟(jì)工作會議上都含有較多的關(guān)于預(yù)案的條款和話題，公司從2007年以來逐年編制了應(yīng)急預(yù)案。本文試圖就應(yīng)急治污技術(shù)上的一些基本原則進(jìn)行初步的探討。

二、突發(fā)性污染的來源與分類

(一)突發(fā)性污染的來源

在水源水體流域上游的任何潛在污染源都可能導(dǎo)致水源水質(zhì)污染。其一，一些污染源由于治理不力，持續(xù)性地向水體中排放污染物，可以視作是持續(xù)性污染，對于以此水體為水源的水廠是屬于造成處理過程中如何去除污染的問題，銅川新區(qū)凈水廠不屬于這一類，其水源水質(zhì)多年監(jiān)測結(jié)果均為二類飲用水源，銅川市環(huán)境監(jiān)測部門在水庫上游建立了全面布點(diǎn)和河道主干流多斷面階段性監(jiān)測的水源安全控制監(jiān)測網(wǎng)，多年來基本保持二類水源的穩(wěn)定特質(zhì)。其二，一些屬于突發(fā)性的污染往往是由于事故、突發(fā)自然災(zāi)害、人為破壞等意外事件引起的，具有發(fā)生時(shí)間不可預(yù)見、持續(xù)時(shí)間短、污染物不確定、污染濃度高等特點(diǎn)。以地表水為水源的凈水廠，突發(fā)性污染源包括上游的近岸工廠或礦山發(fā)生事故(或偷排)等非正常排污、城鎮(zhèn)或農(nóng)村的非點(diǎn)源污染受突降暴雨沖刷等進(jìn)入水體、車輛(如2010年發(fā)生的馬欄河上游柴油車傾覆)等的污染物泄露、環(huán)境因素變化導(dǎo)致水體底泥中污染物的突然釋放、氣候突變等自然災(zāi)害帶來的突發(fā)性污染等等。桃曲坡水庫2007年爆發(fā)的持續(xù)陰雨遭遇突發(fā)超強(qiáng)降雨和徑流入庫而造成水庫庫水翻漿的藻霉化污染，2010年發(fā)生的持續(xù)干旱水庫存量過低在遭遇突發(fā)超強(qiáng)降雨和超大徑流入庫(建庫以來最大、50年一遇)而造成水庫整體性超高濁(濁度最大20萬NTU,固體占比20%)污染也是這一類范疇。

(二)一般污染物的分類

對水源中可能出現(xiàn)的突發(fā)性污染物按其理化性質(zhì)，可分為無機(jī)物、有機(jī)物和生物等。按物質(zhì)形態(tài)，可以分為顆粒物(固體)、溶解性物質(zhì)(分子、離子)和氣體等。其中以溶解性有機(jī)物和重金屬類的突發(fā)性污染危害較大且在常規(guī)水處理過程中難以解決。也可按突發(fā)性污染物所適用的去除技術(shù)分類，包括：可吸附去除，如硝基苯(松花江污染類)以及多數(shù)小分子有機(jī)物、部分重金屬、藻霉素、環(huán)境激素類物質(zhì)、部分持久性難降解有機(jī)物、部分油類污染、氨氮等，可以通過粉末狀活性炭吸附、沸石離子交換吸附等去除;可以由氧化還原等化學(xué)反應(yīng)分解或殺滅的，如COD類有機(jī)物、部分持久性難降解有機(jī)物、部分油類污染、氨氮、細(xì)菌、病毒、賈第蟲、隱孢子蟲、劍水蚤、搖蚊幼蟲等可以通過預(yù)氧化、后氧化分解或殺滅;可強(qiáng)化混凝沉淀及強(qiáng)化過濾去除的，如各種顆粒物、大小分子有機(jī)物、賈第蟲、隱孢子蟲等;可通過調(diào)節(jié)PH等以化學(xué)沉淀去除的，如：鎘等部分重金屬、部分難溶金屬離子、硫化物等部分難容無機(jī)物等;可用膜法去除的，如 ：細(xì)菌、病毒、各種金屬、非金屬離子、小分子有機(jī)物等。有些污染物有可能有幾種適用的去除方法。

三、當(dāng)前一般水廠的處理能力與應(yīng)急措施

(一)現(xiàn)有水廠的處理能力特點(diǎn)

一般城市給水廠擔(dān)負(fù)著向城市管網(wǎng)按量按質(zhì)供應(yīng)飲用水的任務(wù)。銅川新區(qū)凈水廠是按照對于水源污染輕微的常規(guī)除濁工藝設(shè)計(jì)的，這也是我國多數(shù)水廠的現(xiàn)狀。近年來，水源水污染加重，許多水廠增加了預(yù)處理或深度處理環(huán)節(jié)，強(qiáng)化了處理能力。這些水廠一般是按應(yīng)對持續(xù)性的、常規(guī)的、微污染的水源水質(zhì)情況設(shè)計(jì)的，如受COD、氨氮等生活污染的水源水，而非突發(fā)性的、特殊難處理的、短時(shí)間高濃度的，從這一點(diǎn)來說，新區(qū)凈水廠的工藝設(shè)施是難以應(yīng)對的。

(二)水廠的應(yīng)急預(yù)案選擇

為了防范可能的突發(fā)性水污染問題，需要確定應(yīng)急方案和設(shè)施。應(yīng)急設(shè)施與方案的選擇可能有多種，基本原則是在發(fā)生突發(fā)性污染情況下保證要求的水量與水質(zhì)，如《銅川新區(qū)城市供水應(yīng)急預(yù)案》中要求按照正常日供水量的40%保障供水�？赡艿姆桨赣校�

(1)應(yīng)急情況下降低水處理系統(tǒng)負(fù)荷，減水量而保水質(zhì)，對于新建水廠也可以按較低負(fù)荷設(shè)計(jì)，留有一定的負(fù)荷冗余在應(yīng)急情況下使用。此方案只應(yīng)對一些顆粒物、大分子有機(jī)物污染物、部分生物類等突發(fā)污染有效，而且工程投資增加較大、設(shè)備冗余浪費(fèi)大，不經(jīng)濟(jì)，也是不現(xiàn)實(shí)的。

(2)增加預(yù)處理或深度處理單元，提高對有機(jī)污染等的抵御能力。以微污染水為原水時(shí)，增加預(yù)處理或深度處理工藝是必要的，但考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，一般水廠在短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。況且，對于突發(fā)的高濃度有機(jī)污染或其他一些特殊污染，往往這些按常規(guī)情況的處理工藝也是難以勝任的，如深度處理中的顆�；钚蕴恳话阄�附過濾時(shí)間只有幾十分鐘，這對于常規(guī)的低濃度持續(xù)性有機(jī)污染有效，但是很難保證對突發(fā)性高濃度有機(jī)物的高效去除。一旦深度處理環(huán)節(jié)失效，后面再無可靠的控制環(huán)節(jié)，水質(zhì)安全將受到威脅。

(3)儲備某種特殊處理單元，在應(yīng)急啟用時(shí)，如膜處理裝置等，對多種突發(fā)性污染有效，但是投資大，一般還需要有水頭的提升，實(shí)現(xiàn)困難，對銅川新區(qū)凈水廠來說基本不可能。

(4)儲備一些藥劑類投加設(shè)施。根據(jù)前述突發(fā)污染物的特點(diǎn)分析，多數(shù)突發(fā)性污染都可以通過投加某種藥劑(在此廣義地將吸附劑、氧化劑、酸堿濟(jì)等統(tǒng)稱為藥劑)的方式給予有效應(yīng)對，如投加粉末活性炭等吸附劑，預(yù)氧化用氯、氨、二氧化氯、臭氧等氧化劑，酸、堿等PH調(diào)節(jié)劑，各種混凝劑、助凝劑等。藥劑投加設(shè)施啟動迅速、投量可調(diào)，能適應(yīng)較高濃度的污染情況，而且在國內(nèi)很多水廠這些藥劑就是在成功生產(chǎn)中使用的，易于實(shí)現(xiàn)“平戰(zhàn)結(jié)合”，減少投資，只需要針對應(yīng)急供水的要求在投加品種、投加量方面做出適當(dāng)調(diào)整，有廣泛的適應(yīng)性。

突發(fā)性水質(zhì)污染雖然產(chǎn)生的后果很嚴(yán)重，但是對于銅川新區(qū)凈水廠來說，還是屬于小概率事件，為此而投入大量的資金建設(shè)備用設(shè)施是不經(jīng)濟(jì)的，方案(1)(2)(3)顯然不是首選的方案，方案(4)是較為可行的。

四、關(guān)于治污技術(shù)措施的一些討論

除借用科研部門污染防治的成果以外，銅川新區(qū)凈水廠來應(yīng)在開展有針對性的研究基礎(chǔ)上制定具體的應(yīng)對突發(fā)性污染的應(yīng)急技術(shù)方案。首先應(yīng)對桃曲坡水庫水源進(jìn)行潛在污染源和污染物調(diào)查，明確需要防范的突發(fā)性目標(biāo)污染物、以及持續(xù)可能的發(fā)生時(shí)段;針對目標(biāo)污染物及水廠已有的一、二期工藝系統(tǒng)情況，研究應(yīng)對措施，建立應(yīng)急設(shè)施。

基于上述分析，以設(shè)置適量的藥劑投加設(shè)施為應(yīng)對突發(fā)性水源水質(zhì)污染的首選措施。如凈水廠一期2萬噸/d凈水系統(tǒng)中原設(shè)計(jì)了一套助凝劑投加系統(tǒng)作為備用，在應(yīng)對2010年整體超濁污染時(shí)，啟用了強(qiáng)混凝劑聚丙烯酰胺和西安益維普泰公司生產(chǎn)的強(qiáng)高效多功能水處理劑益維凈，從而成功地完成了應(yīng)急治污任務(wù);二期3萬噸/d凈水系統(tǒng)中除加強(qiáng)了工藝優(yōu)化，在采用先進(jìn)的網(wǎng)格反應(yīng)池-“V”型濾池的基礎(chǔ)上，還增加了活性炭投加系統(tǒng)以及高錳酸鉀預(yù)氧化設(shè)施，可以有效防范突發(fā)的藻霉化污染和超高濁污染。這些藥劑投加設(shè)施也可以設(shè)計(jì)為多用途，一套設(shè)施在不同時(shí)期可以根據(jù)需要儲存投加不同的藥劑;投加量可以根據(jù)具體需要靈活調(diào)節(jié)，適應(yīng)各種污染物或各種污染程度的處理需要;投加點(diǎn)可以靈活改變，可以預(yù)設(shè)在水處理系統(tǒng)前端或系統(tǒng)中不同位置(如一期的便攜式高錳酸鉀投加在管道混合器末梢)，以滿足不同情況的需要;系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮各種藥劑的使用條件，使其在關(guān)鍵時(shí)刻能真正發(fā)揮作用，如各種藥劑的接觸時(shí)間就是一個(gè)重要的工藝參數(shù)，必須想辦法保證。投藥設(shè)施可以“平戰(zhàn)結(jié)合”，對桃曲坡水庫水源水質(zhì)的階段性變化，初夏時(shí)要投加聚丙烯酰胺以抵御超高濁污染;暑期和深秋時(shí)又要投加粉末活性炭以緩解藻霉化污染，粉末活性炭投加系統(tǒng)不僅可以滿足應(yīng)急污染的需要，也可以用于持續(xù)性重污染時(shí)期，有效提高凈水廠設(shè)備利用率和新區(qū)城市供水水質(zhì)的安全保證率。

要充分重視借用國內(nèi)成功的應(yīng)對水污染的寶貴經(jīng)驗(yàn)。“關(guān)口前移”是應(yīng)對突發(fā)污染的重要經(jīng)驗(yàn)之一，在今后的凈水廠工藝改造時(shí)要充分考慮在取水口投加各種預(yù)處理藥劑的可能性，其優(yōu)點(diǎn)包括：對于粉末活性炭等吸附類或氧化類藥劑盡量延長接觸時(shí)間，可以顯著提高效率，達(dá)到控制突發(fā)性污染的目的;在盡可能早的處理環(huán)節(jié)控制污染(如在水庫大面積爆發(fā)藍(lán)藻時(shí)，可以考慮輪船播撒硫酸銅等措施)，后續(xù)處理環(huán)節(jié)起緩沖與安全余量的作用，對水質(zhì)的安全保障更加可靠，形成多級安全屏障。在解決持續(xù)性污染問題時(shí)，強(qiáng)化混凝對于提高常規(guī)水處理系統(tǒng)去除污染的能力應(yīng)受到普遍重視;在應(yīng)對突發(fā)性污染時(shí)，強(qiáng)化混凝也十分重要。往往單一的措施不足以完成控制突發(fā)性污染的任務(wù)，而且為了應(yīng)對高濃度的突發(fā)污染可能投加的藥劑量較高，會給其他處理環(huán)節(jié)帶來問題，這時(shí)應(yīng)將強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化沉淀排泥、強(qiáng)化過濾等措施進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化組合。要在生產(chǎn)管理過程中考慮投加不同混凝劑和助凝劑的可能性、考慮較大幅度改變投加量的可能性、考慮改變投加點(diǎn)的可能性。在今后水廠改造中，還應(yīng)考慮處理系統(tǒng)水的應(yīng)急排放的可能，一旦處理后出水不合格，應(yīng)在進(jìn)入清水池之前能排放，避免污染清水池及管網(wǎng)，造成更嚴(yán)重的后果。

五、結(jié)論

新區(qū)凈水廠在應(yīng)對突發(fā)污染時(shí)，要針對特定的目標(biāo)污染物，以研究可能的控制措施。各種藥劑投加設(shè)施投資小，適應(yīng)性廣，能解決多數(shù)污染物的突發(fā)污染問題，應(yīng)優(yōu)先考慮采用。此方面還要在今后的生產(chǎn)管理過程中多加探索。

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