水質(zhì)檢驗(yàn)為凈水工藝服務(wù),影響著凈水工藝的發(fā)展。實(shí)際上凈水工藝是按水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來(lái)要求水質(zhì)檢驗(yàn)技術(shù)的,因而水質(zhì)檢驗(yàn)技術(shù)水平反映了當(dāng)時(shí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水平,也反映了凈水工藝的水平。
從解放到1976年或者更近一些到1990年這一階段的凈水工藝來(lái)看,國(guó)內(nèi)給水工作者做出了優(yōu)異的成績(jī)。開發(fā)了新型高效絮凝劑如堿式氯化鋁、聚丙烯酰胺、氯化硫酸亞鐵、聚硅酸助凝劑;混合絮凝工藝的新發(fā)展,開發(fā)了多種絮凝池型,由動(dòng)態(tài)絮凝型式逐漸過渡到靜態(tài)絮凝型式,不斷向高效、低耗、小型方向發(fā)展;采用平流折板、豎流人字(折)板、紋板和柵條、網(wǎng)格等絮凝池;運(yùn)用淺層沉淀理論將平流沉淀池改進(jìn)為長(zhǎng)、狹、淺的新池型;改善進(jìn)水布水條件,增設(shè)縱向指形集水槽,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)排泥;開發(fā)了氣浮池、斜管、斜板沉淀池、迷宮沉淀池;采用機(jī)械攪拌沉清池、水力循環(huán)澄清池、脈沖澄清池;開發(fā)了雙層濾池、三層濾池和移動(dòng)罩瀑池;優(yōu)質(zhì)凈水濾料,氣水反沖等技術(shù),個(gè)別水廠開始用臭氧氧化工藝。這一階段色度、濁度仍以目視比色,比濁為主。濁度由初期的比色管比濁,改進(jìn)為黑利格型目視比濁儀測(cè)定濁度,到后期才出現(xiàn)了光電濁度儀。堿度、硬度、氯化物仍以滴定法檢測(cè)。一些微量物質(zhì)如六價(jià)鉻、汞、硒、微量金屬元素、含氮物如氨、亞硝酸鹽、硝酸鹽等,由比色管目視比色、光電比色器比色進(jìn)步到分光光度計(jì)比色測(cè)定。
1983—1985國(guó)家“六·五”攻關(guān)課題“黃浦江污染綜合防治規(guī)劃方案研究”“飲水與健康”課題組所負(fù)責(zé)的子課題“飲水與健康”檢測(cè)了黃浦江上、中、下游水源水以及水廠出廠水的水質(zhì),由色質(zhì)聯(lián)機(jī)檢出有機(jī)物218種,用氣相、液相色譜定量了氯酚類、氯苯類等有機(jī)化合物,在國(guó)內(nèi)首次將遺傳毒理學(xué)的研究方法用于水質(zhì)的研究。開展了Ames致突變?cè)囼?yàn)、微核試驗(yàn),探索黃浦江源水,自來(lái)水廠的出廠水的致突變率。在對(duì)水源進(jìn)行的病毒檢測(cè)中,發(fā)現(xiàn)了脊椎灰白質(zhì)炎病毒,但是從管網(wǎng)末端水40L中未檢出病毒。課題在水處理工藝方面進(jìn)行了臭氧與氯聯(lián)用試驗(yàn),塔式生物濾池處理黃浦江原水的試驗(yàn)和臭氧生物活性炭?jī)羲囼?yàn)。臭氧與氯聯(lián)用能提高出廠水的色、鐵、錳的合格率。臭氧與氯聯(lián)用,由于水中有機(jī)物的不完全氧化,會(huì)致使突變率增高;而單用臭氧消毒,致使突變率則降低。塔式生物濾池的研究證明可去除污染原水中的污染物如氨氮、酚等,提高水中的溶解氧、pH值,有助于改善混凝,降低絮凝劑劑量及加氯量。臭氧生物活性炭工藝的研究對(duì)去除三氯甲烷的前體THMFP紫外消光值Euv有顯著效果rO6HSxg/BStPQxEYgwTLNg==,降低毛細(xì)管柱氣相色譜譜圖峰數(shù)及總面積,并使致突變?yōu)殛?yáng)性的原水轉(zhuǎn)化為陰性出水。這在以后的對(duì)黃浦江原水的研究中形成了從基因突變的Ames試驗(yàn)開始到脫氧核糖核酸DNA突變的非程序合成試驗(yàn),染色體損傷的姐妹染色體突變?cè)囼?yàn)SCE到體外細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)較為完整而系統(tǒng)的檢測(cè)方法。為改善水廠生產(chǎn)管理,提高供水水質(zhì),建設(shè)部于1992年組織國(guó)內(nèi)專家按照提高供水水質(zhì),提高供水安全可靠性,降低能耗、漏耗、藥耗進(jìn)行研究,并制定了“國(guó)家城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)行發(fā)展規(guī)劃”,提出了2000年我國(guó)城市供水的“水質(zhì)目標(biāo)”。對(duì)于日供水50萬(wàn)m3以下的城市,仍按GB-5749-85要求,對(duì)于日供水大于50萬(wàn)m3小于100萬(wàn)m3的城市、省會(huì)和國(guó)家二級(jí)企業(yè)的水司為二類水司,則增加考核水質(zhì)指標(biāo)16項(xiàng)。日供水大于100萬(wàn)m3的直轄市、對(duì)外開放城市、重點(diǎn)旅游城市和國(guó)家一級(jí)企業(yè)的水司為一類水司,則較二類水司再增加37項(xiàng)指標(biāo),連同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)考核的35項(xiàng)指標(biāo)共89項(xiàng)“水質(zhì)目標(biāo)”,同時(shí)規(guī)定每年進(jìn)行Ames致突變?cè)囼?yàn)兩次。“規(guī)劃”還提出了對(duì)水廠內(nèi)設(shè)備及廠外管網(wǎng)改造的措施。1992年建設(shè)部通過國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局開始籌建國(guó)家城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng),在國(guó)內(nèi)計(jì)劃單列市以上城市通過計(jì)量認(rèn)證評(píng)審,到1994年共建立國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)站35個(gè)。每一個(gè)監(jiān)測(cè)站除常規(guī)檢測(cè)設(shè)備外都配備各項(xiàng)大型儀器,如原水吸收分光光度計(jì)、氣相色譜儀、液相色譜儀、低本底放射性測(cè)量?jī)x、測(cè)汞儀、原水熒光分光光度計(jì)。有的站還備有色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用系統(tǒng)、電感偶合等離子發(fā)射光譜儀、流動(dòng)注射儀。這些儀器都配有化學(xué)工作站或?qū)S秒娔X。裝備水平大體上與國(guó)際大城市接近或相同,個(gè)別還備有電子顯微鏡。近年來(lái)并對(duì)“水質(zhì)目標(biāo)”規(guī)定的89項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)和檢驗(yàn)方法的研編,以便報(bào)批為城市供水行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法。有的監(jiān)測(cè)站為長(zhǎng)江引水、漢水污染進(jìn)行水源水質(zhì)調(diào)研;有的監(jiān)測(cè)站與大專院校結(jié)合展開水質(zhì)深度處理工藝研究,藻毒素的測(cè)定研究,使我國(guó)計(jì)劃單列市以上城市的水質(zhì)檢測(cè)水平發(fā)生了一次飛躍。目前不少省還在建立省級(jí)水質(zhì)檢測(cè)網(wǎng),這將使地市級(jí)水質(zhì)檢測(cè)力量有一次大的提高。
與此同時(shí)圍繞水質(zhì)深度處理開展了由活性炭過濾、常規(guī)水處理工藝、生物氧化、臭氧氧化各處理工藝單元組合的工藝試驗(yàn)研究,并檢測(cè)了各單元工藝對(duì)不同分子量區(qū)間有機(jī)物的去除率,對(duì)各單元工藝的功能有了更深一層的認(rèn)識(shí)。由生物接觸氧化處理所引伸出來(lái)的可生化溶解性有機(jī)碳BDOC和可同化有機(jī)碳AOC檢測(cè)方法的研究及其在水質(zhì)和水處理上的研究也付諸實(shí)施。并建議在水處理中控制BDOC和AOC的標(biāo)準(zhǔn)分別為小于0.5mg/L和0.2mg/L,以保持管網(wǎng)水的生物穩(wěn)定性。以往我國(guó)消毒副產(chǎn)品一般檢測(cè)氯仿、一溴二氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷,而這一階段進(jìn)一步檢測(cè)了鹵代乙酸HAAs及其生成能HAAP,并探討了不同工藝組合中HAAs的生成情況。
90年代在常規(guī)水處理工藝方面也有長(zhǎng)足的發(fā)展。無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑聚合硅酸鐵,聚合硅酸鋁能較聚合鋁提高效能10—30%,流動(dòng)電流自動(dòng)控制加礬已用于生產(chǎn)。以均質(zhì)濾料氣水反沖洗為特征的V形濾池得到推廣。強(qiáng)化常規(guī)絮凝去除有機(jī)物降低消毒副產(chǎn)品的研究也有發(fā)展。水廠生產(chǎn)中幾項(xiàng)主要水質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)以及不少自動(dòng)化水廠相繼出現(xiàn),膜技術(shù)在飲用水方面有迅速的發(fā)展。
從以上介紹可見,我國(guó)凈水工藝與水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)從解放以來(lái)處于一種持續(xù)發(fā)展的狀態(tài),特別是改革開放以后發(fā)展更為快速迅猛。1993年WHO提出了修訂版“生活飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則”,其中有關(guān)健康的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)136項(xiàng),衛(wèi)生部正在研究制訂的“生活飲用水衛(wèi)生規(guī)程”有關(guān)飲用水的指標(biāo)達(dá)90余項(xiàng),水源水質(zhì)指標(biāo)60余項(xiàng),這將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,也會(huì)有利于我國(guó)凈水工藝的發(fā)展。
(作者單位:雞西市自來(lái)水公司)