„Micro-poluare” este un termen de tratare a apei care a apărut doar în țara mea în ultimii ani. Sursele de apă micropoluate se referă la apa ai cărei indicatori fizici, chimici și microbiologici nu mai pot îndeplini cerințele de calitate a apei din „Standardul de calitate a mediului apelor de suprafață” ca sursă de apă potabilă. Cu toate acestea, atunci când oamenii menționează cuvântul micro-poluare, ei nu știu care sunt indicatorii unici specifici ai poluanților din corpul de apă. Este un concept foarte general. Substanțele micropoluante includ următoarele: turbiditate, culoare, miros, sulfură, oxizi de azot, substanțe nocive și toxice [cum ar fi metalele grele (mercur, mangan, crom, plumb, arsenic etc.)], microorganisme patogene etc. au depășit standardul, dar în majoritatea cazurilor, acestea sunt surse de apă care sunt micropoluate cu materie organică. Fenomenul de micropoluare în corpurile de apă a cauzat mari dificultăți în selectarea proceselor de tratare a apei potabile.
1. Caracteristicile calității apei surselor de apă micropoluate în ultimii ani
① Indicatorii cuprinzători ai materiei organice, cum ar fi COD, BOD, TOC etc., cresc în valoare. Cu cât valorile acestor indicatori sunt mai mari în apa sursă, cu atât mai multă materie organică este în apă și cu atât poluarea este mai gravă. De exemplu, oxigenul dizolvat al apei sursei este în general între 5 și 10 mg/L. Dacă scade sub 5 mg/L, nu mai este potrivită ca sursă de apă potabilă. Când oxigenul dizolvat este mai mic de 1 mg/L, sursa de apă poate începe să miros urât din cauza descompunerii materiei organice. De exemplu, când DBO a apei sursă este mai mică de 3 mg/1, calitatea apei este bună; când ajunge la 7,5 mg/L, calitatea apei este proastă; cand depaseste 10 mg/L, calitatea apei este extrem de slaba, iar oxigenul dizolvat in apa este aproape de zero.
② Concentrația de azot amoniac (NH3-N) crește.
③ Mirosul este evident.
④ Rezultatul testului Ames pentru mutagenitate este pozitiv, în timp ce sursa de apă cu o calitate bună a apei ar trebui să fie negativă.
2. Pericole ale apei micropoluate
Problema centrală a tratării apei micro-poluate în țările dezvoltate este eliminarea micropoluanților formați în principal din carbon organic asimilabil (AOC) și amoniac pentru a obține stabilitatea biologică a apei potabile. Concentrația de poluanți în sursele de apă micropoluate ale țării mele este mult mai mare decât cea a micropoluanților din țările dezvoltate. În ceea ce privește calitatea apei în cercetările privind tratarea apei micropoluate din țara mea din ultimii ani, principalii indicatori de calitate a apei din clasa IV din „Standardul de calitate a mediului înconjurător al apei de suprafață” (GB 3838-2002) sunt de obicei utilizați ca standardul de evaluare, adică CODn<8mg/L, Kjeldahl ammonia<2mg/L, and BOD<6mg/1. The properties and hazards of micro-pollutants are summarized as follows.
(1) Materia organică Materia organică din apa micropoluată poate fi împărțită în materie organică naturală (NOM) și materie organică sintetică (SOC). Materia organică naturală se referă la substanțele produse prin descompunerea și descompunerea animalelor și plantelor în ciclul natural, cunoscută și sub denumirea de materie organică consumatoare de oxigen; materia organică sintetică este în mare parte poluanți organici toxici. Prezența materiei organice în apă stabilizează particulele, crește cantitatea de coagulant și încărcătura de adsorbant de cărbune activ. Unii poluanți toxici și nocivi nu numai că sunt greu de degradat, dar au și efecte de bioacumulare și „cu trei pericole” (cancerogene, teratogene și mutagene), care sunt foarte dăunătoare sănătății publice.
În plus, materia organică solubilă (DOM) din corpurile de apă reacționează cu ușurință cu diverși oxidanți și dezinfectanți în procesul de purificare a apei potabile. Cea mai frecventă reacție este cu clorul lichid pentru a forma trihalometani (THMS), acizi haloacetici (HAAS) și alte produse secundare de dezinfecție halogenate, dintre care majoritatea s-a dovedit a provoca cancer la animalele de experiment.
(2) Azotul amoniacului există în apă sub formă de azot organic, amoniac, nitriți și nitrat. Rata de îndepărtare a azotului de amoniac folosind săruri metalice de aluminiu ca coagulanți este foarte scăzută. În procesul instalației de apă și în sistemul de distribuție a apei, o concentrație de amoniac de 0,25 mg/L este suficientă pentru a permite creșterea bacteriilor de nitrificare. Materia organică eliberată de bacteriile nitrificante și amoniacul va cauza probleme de miros. De asemenea, amoniacul consumă mult clor pentru a forma cloramine, ceea ce reduce eficiența dezinfectării și poate genera produse secundare de dezinfecție cu clorură de cianogen, afectând eficiența de oxidare a materiei organice din apă. Amoniacul este oxidat în nitriți și nitrați în apă. Acumularea de nitriți înlocuiește poziția oxigenului în globulele roșii, ducând în cele din urmă la sufocare; concentrațiile mari de nitrați pot provoca intoxicații după ingestie.
(3) Miros și gust: apa potabilă cu miros și gust puternic încă are un gust prost chiar și după ce a fost tratată de planta de apă.
(4) Substanțe cu trei pericole: După ce apa potabilă este tratată cu clorurare, poate forma substanțe „cu trei pericole”, care amenință sănătatea umană.
(5) Fier și mangan: Apa de băut cu conținut ridicat de fier și mangan va produce sedimente brun-roșcatice, care vor păta hainele spălate și vor avea un gust metalic; în plus, apa cu conținut prea mare de fier și mangan este predispusă la proliferarea bacteriilor de fier și mangan, înfundarea și corodarea țevilor.
(6) Fluor și arsen: Unele surse de apă pot conține fluor sau arsen din cauza condițiilor geologice sau a poluării industriale, iar fluorul și arsenul pot provoca boli umane
(7) Alge și toxine de alge: Unele corpuri de apă nutritive bogate în amoniac și fosfor vor face ca algele să crească violent atunci când temperatura apei este adecvată. Toxinele de alge secretate de celulele de alge nu numai că fac apa miros, gust și greață, ci sunt și toxice. În cazurile severe, nu poate fi băut sau folosit deloc. Au apărut consecințe grave și efecte adverse.
3. Tehnologie de tratare profundă pentru micropoluarea apei sursei
Principalele tehnologii de tratare în profunzime pentru micropoluarea apei din sursa de apă de la robinet sunt următoarele:
3.1. Procesul de carbon bioactivat cu ozon
Principiu: Acest proces combină două tehnologii: oxidarea ozonului și adsorbția cărbunelui bioactivat. În primul rând, materia organică din apă este oxidată de ozon pentru a o descompune parțial sau a o transforma în substanțe mai ușor degradabile, iar apoi carbonul bioactivat este folosit pentru a elimina în continuare aceste substanțe.
Efect: Tratamentul în profunzime cu carbon bioactivat cu ozon poate îmbunătăți semnificativ rata de îndepărtare a indicatorilor precum indicele de permanganat, carbonul organic total (TOC) și UV254 și are, de asemenea, un efect bun de îndepărtare a materiei organice persistente, cum ar fi hidrocarburile aromatice policiclice (HAP), pesticide organoclorurate (OCP) și acid haloacetic (HAA).
3.2. Procesul de nanofiltrare
Principiu: Nanofiltrarea este o tehnologie de separare cu membrană cu un interval de dimensiune a porilor între membrana de osmoză inversă și membrana de ultrafiltrare, potrivită pentru separarea moleculelor organice mici cu o masă moleculară relativă între 300 și 500.
Efect: Nanofiltrarea are un efect bun de îndepărtare asupra indicatorilor convenționali de calitate a apei și urme de materie organică, în special pentru materia organică cu masă moleculară relativă mare, cum ar fi precursorii subproduselor de dezinfecție și pesticidele organoclorurate. Cu toate acestea, are un efect de îndepărtare limitat asupra hidrocarburilor aromatice policiclice cu masă moleculară relativă mică.
3. 3. Pre-ozon + tratament conventional + proces principal ozon-carbon activ biologic
Principiu: Acesta este un proces de tratare profund care integrează mai multe tehnologii, inclusiv oxidarea pre-ozon, filtrarea prin sedimentare prin coagulare convențională și tratarea principală cu ozon și cărbune activ biologic.
Efect: Acest proces poate îmbunătăți semnificativ rata de eliminare a poluanților precum CODMn, TOC, UV254, reducând în același timp conținutul de precursori ai produselor secundare de dezinfecție (DBPFP) și îmbunătățind stabilitatea biologică a efluentului.
În rezumat, în general, pentru micro-poluarea surselor de apă, departamentele relevante trebuie să controleze eficient poluarea surselor de apă pe termen lung și să schimbe situația actuală de calitate slabă a apei pentru a asigura siguranța apei potabile și sănătatea oamenilor. În ceea ce privește tehnologia de tratare în adâncime, fiecare metodă are aplicabilitatea și limitările sale și este necesar să se selecteze un proces de tratare în adâncime adecvat, în funcție de calitatea apei și cerințele specifice de tratare.