自來水處理廠應急處置措施探析

平涼市生態(tài)環(huán)境應急事務中心 郭志峰，王雅茹

一、自來水處理廠及凈水工藝

自來水是經過自來水處理廠凈化、消毒后符合飲用水水質指標的生活和生產用水。生產自來水的水源是江河湖泊及地下水或地表水，在自來水處理廠經過沉淀、多級過濾、加氯消毒等工藝流程的處理，水質達到國家生活飲用水相關衛(wèi)生標準后，經配水泵站輸送到千家萬戶。自來水處理廠的凈水處理工藝流程如圖1。

圖1 凈水廠凈水工藝流程圖

自來水處理處理時原水中加入絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）的目的是通過混凝沉淀反應使水體中懸浮物和膠體實現(xiàn)聚集和沉降，加入助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）的目的是使小顆粒懸浮物和膠體凝聚變大變重，使混凝沉淀反應進行的更加徹底。聚合氯化鋁（PAC）在水體pH值偏堿性（7.2～8.0)時才能達到最佳絮凝沉淀作用，因此，在進入處理系統(tǒng)前即投加石灰用以調節(jié)pH值。加氯的目的是實現(xiàn)水體中微生物的初步滅活，使之轉化為懸浮微粒，二次加氯的目的是殺菌并抑制細菌繁殖?；炷恋矸磻a生的大量沉淀物采用斜管或斜板沉淀器進行分離，形成的絮狀污泥沿斜管或斜板表面逐漸下沉進入污泥斗外排，上層清水再進入過濾系統(tǒng)進一步凈化。過濾工段一般采用多介質過濾器+活性炭過濾器聯(lián)用。由于多介質過濾器內部填充石英砂、錳砂作為過濾介質，必須在運行過程中實現(xiàn)反沖洗，系統(tǒng)設計時多數(shù)采用一備一用。由于活性炭與石英砂、錳砂相比價格昂貴，在取水水質較清潔情況下，大多數(shù)自來水處理廠為降低水處理成本將活性炭過濾器離線停用。

二、突發(fā)環(huán)境事件及影響分析

根據(jù)突發(fā)環(huán)境事件分級標準，因環(huán)境污染造成設區(qū)的市級以上城市集中式飲用水水源地取水中斷的屬于特別重大突發(fā)環(huán)境事件，因環(huán)境污染造成縣級城市集中式飲用水水源地取水中斷的屬于重大突發(fā)環(huán)境事件，因環(huán)境污染造成鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式飲用水水源地取水中斷的屬于較大突發(fā)環(huán)境事件。

造成水源地受到污染的突發(fā)環(huán)境事件常常發(fā)生在道路跨越地表水體或與地表水體伴行的地表水型水源地。突發(fā)環(huán)境事件情況下，路面上泄漏的危險化學品和消防官兵用來給罐體降溫的消防泡沫會混在一起，收集措施不到位時會經周邊地表會流入取水水源里，從而使突發(fā)環(huán)境事件的級別至少在較大級別以上。以道路交通事故導致柴油泄漏次生突發(fā)環(huán)境事件為例，柴油會漂浮在水體表面并迅速擴散造成大范圍的水體污染，同時柴油會因為發(fā)生乳化現(xiàn)象而微溶于水，使水體中石油類含量明顯升高；柴油泄漏事故現(xiàn)場使用消防泡沫中含有大量氫氧化鋁沉淀物，因而事故污染水體的表面會有大量浮油且水體呈白色混濁狀，有油類異味揮發(fā)，應急監(jiān)測數(shù)據(jù)通常反映出水體石油類含量顯著升高。

三、自來水處理廠應急措施

當油類發(fā)生泄漏引發(fā)水體受到嚴重的石油類污染時，以地表水體為水源的自來水處理廠必須采取積極主動的應對措施，在保障供水水質的前提下，竭盡所能避免供水中斷。柴油是由多種有機物組成的混合物，根據(jù)文獻資料，其內部組份按其含量大小順序為：鏈烷烴占66.86%、環(huán)烷烴占16.48%、芳香烴占11.98%，其他成分占4.88%。柴油泄漏進入水體后，在物理化學共同作用下形成乳化油，同時會使能溶解于水的芳烴類有機化合物以肉眼不可見的分子形態(tài)進入水體。因此，柴油泄漏事故污染水源情況下，自來水處理廠應急處置過程中的工作任務應包括去除浮油、乳化油和已溶解的芳烴有機化合物三個方面。

對于浮油，自來水處理廠應與水源地取水口及周邊水域和陸域同步收集清除處理，對于水域可采用攔油柵和吸油氈等物理隔離去除，對于陸域尤其是最高水位以下的陸域范圍可采用粘土吸附或工程機械直接挖取表面土層等方法去除，可以取得很好的效果。

對于乳化油，由于一般呈小液滴狀、在微靜電作用下懸浮于水體中，可在自來水處理廠內凈水工藝中通過混凝沉淀處理工藝過程中，適當增加混凝劑――聚合氯化鋁（PAC）和助凝劑――聚丙烯酰胺（PAM）的使用量，降低處理系統(tǒng)內流速，延長混凝沉淀反應時間等方法，依靠PAC+PAM協(xié)同作用增加對油類膠粒顆粒的凝聚和沉降，使乳化油得以去除。

對于溶解到水里的芳烴有機化合物，由于受溶解度和分配系數(shù)的影響，在水中的含量較低，但芳烴類有機化合物的分子結構中普遍帶有苯環(huán)結構，飲用進入人體后具有很強的毒害作用。已溶解的芳烴類有機化合物以分子形式存在，肉眼難以觀察，凈水處理工藝中的混凝沉淀和石英砂、錳砂等普通過濾工藝均難以去除。活性炭過濾器主要用來去除廢水中的低含量的污染物，實現(xiàn)深度凈化，因此，當應急監(jiān)測數(shù)據(jù)表明自來水處理廠取水中石油類含量顯著升高時，應在混凝沉淀處理工藝前端即在原水池或一級泵房水池使用活性炭進行吸附，再在沉淀工段將活性炭初步去除，在多介質過濾系統(tǒng)進一步去除粒徑更小的活性炭，同時啟用自來水處理廠內的活性炭過濾器，適當增加罐體內超細粒徑活性炭的使用量，可使已溶解到水里的芳烴類有機化合物徹底去除。

四、結論

道路交通事故引發(fā)的油類物質泄漏導致的次生飲用水源突發(fā)環(huán)境事件會造成較嚴重的事件后果。自來水處理廠應落實好水源地突發(fā)環(huán)境事件應急演練，在突發(fā)環(huán)境事件應急處理過程中可采取強化凈化處理工藝的積極應對措施，最大限度地發(fā)揮自來水處理廠的應急處置能力，力保供水不中斷，努力降低突發(fā)環(huán)境事件的等級。

相關鏈接

水處理的方式包括物理處理和化學處理。人類進行水處理的方式已經有相當多年歷史，物理方法包括利用各種孔徑大小不同的濾材，利用吸附或阻隔方式，將水中的雜質排除在外，吸附方式中較重要者為以活性炭進行吸附，阻隔方法則是將水通過濾材，讓體積較大的雜質無法通過，進而獲得較為干凈的水。另外，物理方法也包括沉淀法，就是讓比重較小的雜質浮于水面撈出，或是比重較大的雜質沉淀于下，進而取得?；瘜W方法則是利用各種化學藥品將水中雜質轉化為對人體傷害較小的物質，或是將雜質集中，歷史最久的化學處理方法應該可以算是用明礬加入水中，水中雜質集合后，體積變大，便可用過濾法，將雜質去除。

水處理是指為使水質達到一定使用標準而采取的物理、化學措施。飲用水的最低標準由環(huán)保部門制定。工業(yè)用水有自己的要求。水的溫度、顏色、透明度、氣味、味道等物理特性是判斷水質好壞的基本標準。水的化學特性，如其酸堿度、所溶解的固體物濃度和氧氣含量等，也是判斷水質的重要標準。如有些草原自然水中全溶固體物濃度高達1000毫克/升，而加拿大規(guī)定飲用水中全溶固體物濃度不得超過500毫克/升，許多工業(yè)用水還要求濃度不得高于200毫克/升。這種水，即便其物理性質符合要求，也不能隨便使用。另外，來自自然界、核事故和核電站等的放射性元素含量，也是必須進行監(jiān)測的重要特性。

水處理目的是提高水質，使之達到某種水質標準。按處理方法的不同，有物理水處理、化學水處理、生物水處理等多種。按處理對象或目的的不同，有給水處理和廢水處理兩大類。給水處理包括生活飲用水處理和工業(yè)用水處理兩類; 廢水處理又有生活污水處理和工業(yè)廢水處理之分。其中，與熱工技術關系特別密切的有從屬于工業(yè)用水處理范疇的鍋爐給水處理、補給水處理、汽輪機主凝結水處理以及循環(huán)水處理等。水處理對發(fā)展工業(yè)生產、提高產品質量，保護人類環(huán)境、維護生態(tài)平衡具有重要的意義。

水處理包括：污水處理和飲用水處理兩種，有些地方還把污水處理再分為兩種，即污水處理和中水回用兩種。經常用到的水處理藥劑有：聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、堿式氯化鋁，聚丙烯酰胺，活性炭及各種濾料等。

水處理的效果可以通過水質標準衡量。

為達到成品水（生活用水、生產用水或可排放廢水）的水質要求而對原料水（原水）的加工過程。

加工原水為生活或工業(yè)的用水時，稱為給水處理；

加工廢水時，則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放（排入水體或土地）或再次使用（見廢水處置、廢水再用）。

在循環(huán)用水系統(tǒng)以及水的再生處理中，原水是廢水，成品水是用水，加工過程兼具給水處理和廢水處理的性質。水處理還包括對處理過程中所產生的廢水和污泥的處理及最終處置（見污泥處理和處置），有時還有廢氣的處理和排放問題。水的處理方法可以概括為三種方式：①最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質來獲得所需要的水質；②通過在原水中添加新的成分，通過物理或化學反應后來獲得所需要的水質；③對原水的加工不涉及去除雜質或添加新成分的問題。

水中雜質和處理方法 水中雜質包括挾帶的粗大物質、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中，粗大雜質由取水構筑物的設施去除，不列入水處理的范圍。