飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

劉 成,徐文蕙,周衛(wèi)東,范 佩,周克梅,李長庚,單銘港,陳 衛(wèi)

(1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇南京 210098;2.南京水務(wù)集團有限公司,江蘇南京 210091)

1.1 水中的來源

圖1 天然水體緩沖體系形成及緩沖過程

圖2 我國部分水源水中陰離子當(dāng)量濃度分布

(1)

(2)

圖3 管道內(nèi)壁腐蝕與結(jié)垢

由于管道內(nèi)腐蝕和結(jié)垢過程復(fù)雜,產(chǎn)物種類繁多,通常將管內(nèi)壁由腐蝕和結(jié)垢過程生成的黃褐色、多孔、凹凸不平的銹蝕物(主要是氧化鐵和氫氧化鐵)、層狀堆積物(如CaCO3、水中的膠體顆粒等)和黏垢(生物膜)相互結(jié)合成的復(fù)合體均統(tǒng)稱為管垢[15]。附著在管道上的管垢會引起渾濁度增加、余氯和溶解氧銳減以及重金屬的富集,影響管網(wǎng)末端水質(zhì)。其中,重金屬富集具體體現(xiàn)為Cu、Ni、As、Cr、Cd、Pb等物質(zhì)的大量累積,富集濃度甚至超過水源水體中相應(yīng)濃度多個數(shù)量級[16]。此外,管垢層還會成為污染物累積和微生物生長繁殖的場所。當(dāng)管道管垢層較厚時,水中的絲狀鐵細(xì)菌可依靠鐵鹽的氧化而附著于管內(nèi)壁,形成一種密集的銹瘤,同時產(chǎn)生黃褐色的絮狀物,這種鐵細(xì)菌還可以將硫酸鹽還原成硫酸鐵,幾乎覆蓋整個管壁,導(dǎo)致管道腐蝕加劇[17-19]。

2.2 飲用水水質(zhì)穩(wěn)定性的調(diào)控

圖對維持人體機能的作用

圖對飲用水“水垢”生成的影響

注:總硬度均為200 mg/L。

3.1 混凝效果及成分殘留

[Al(H2O)6]3+=[Al(OH)(H2O)5]2++H+

(3)

[Al(OH)(H2O)5]2+=[Al(OH)2(H2O)4]++H+

(4)

[Al(OH)2(H2O)4]+=[Al(OH)3(H2O)3]↓+H+

(5)

(6)

3.2 消毒過程

3.3 活性炭工藝

3.4 反滲透(RO)工藝

3.5 生物砂濾池去除氨氮

砂濾池生物膜的硝化作用對水中的氨氮有去除作用,此過程主要由氨氧化菌和亞硝酸菌氧化菌共同作用完成,反應(yīng)如式(7)～式(8)。

(7)

(8)

合并后如式(9)。

(9)

3.6 磁軟化過程

4 飲用水中的意義和控制目標(biāo)探討

圖7 影響控制的關(guān)鍵因素關(guān)系