小型水厂常规工艺水中臭味去除实例

徐勇平

水质问题近年来成为国内外给水研究中的热点。原水水质的不断恶化与不断提高的生活饮用水水质之间的矛盾日益突出。水体污染因污染物种类、污染源不同大体分为工业性有机污染、生活性有机污染和以富营养化为主要特征的污染等类型。而水库水因富营养化引起的不良嗅味的处理是目前我国采用常规水处理工艺的中小型水厂所面临的重大难题，传统的“预氧化+常规处理”的工艺流程，不能有效解决原水高含量藻类及藻类代谢物引起的色、嗅、味的问题，在现有水厂条件下如何通过工艺改进有效的去除水中的嗅味，提高出厂水的感官指标，具有非常重要的现实意义。2010年起，武义县清溪水厂对采用合理投加粉末活性炭工艺去除水中臭味进行了初步实践，取得了比较理想的效果。

一、水厂基本情况

武义县清溪水厂位于清溪口水库大坝底下，一期工程供水规模2万m3/日， 于2008年底建成通水，主要服务于桐琴、泉溪两个镇；水厂主要净水构筑物为栅条反应池、斜管沉淀池、气水反冲洗滤池，采用二氧化氯进行消毒，其处理工艺属于地表水常规处理工艺。水源为清溪口水库，集雨面积35.3Km2,多年平均降雨量1600mm,多年平均径流量3383万m3,库容为1390万m3，在作为饮用水水源之前是一座原以灌溉为主、兼顾发电、养鱼等综合利用的年调节水库。

工艺流程如图：

二、饮用水致臭物质的确定及原因分析

2010年4月，水厂化验室在对原水、出厂水进行水质化验时，发现水样烧开后有微弱泥土味、鱼腥味；针对突发的水质异味问题，公司一方面启动突发性供水应急预案，暂停清溪水厂供水，改由县城壶山水厂供水。另一方面组织水质化验技术人员，按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），对水源上游来水进行了检测分析；按《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）对出厂水进行了常规项目的检测。从检测结果看，按照国家现行检查标准，水源水除总氮为Ⅲ类标准外，其余水质指标均为Ⅰ类；出厂水水质指标也无异常。说明常规检测不能确定水中臭味的成分。

致嗅因素不能确定，就不能对症下药进行处理。公司联系了省、市、县各水质监测站，但对水中致臭物质均没有能力检测，后经过多方寻找，最终了解到同济大学污染控制与资源化研究国家重点试验室能进行该项目的检测。为了明确水中臭味的成分，以便采取有效的控制措施，保证出厂水无异味，公司马上安排水质科取水样送到该试验室，技术人员采用固相微萃取的分析方法进行了检测，检测结果见表2-2

通过对臭味的定量检测报告分析，引起水体异味的主要成分为土臭素和二甲基异莰醇，而它们是最常见的致臭物质，水体臭味应属于生物臭，这就排除了水库被投加化学致味物质的可能。由于β-环柠檬醛的量不大，说明主要引起嗅味的物质不是铜绿微囊藻。也没有检测出二甲基三硫，说明蓝藻存在或者腐烂对水体发臭基本没有威胁，进一步排除了是蓝藻引起的水体臭味。经调查了解引起水异味的主要原因很可能是水库在列为饮用水水源前被养鱼承包商投加了大量的井冈霉素药渣，这是南方地区水库养殖的普遍做法，用于杀菌消毒，提高鱼类的抗病能力，井冈霉素又叫有效霉素，属低毒杀菌剂，是一种放线菌产生的抗生素，具有较强的内吸性，易被菌体细胞吸收并在其内迅速传导，干扰和抑制菌性细胞的生长和发育，但是由于投加量过大，部分药渣沉淀库底缓慢发酵，加上2008年水库大坝加固工程建设过程中，一直保持着较低水位，更加剧了水体的富营养化，在4月份气温开始变暖后，环境和温度非常符合水体中微生物的生长条件，从而引起藻类和其他放线菌的过量繁殖，它们的分泌物是引起水体微量生物臭的主要原因。

三、异臭味的处理

根据水体异臭味的定量分析报告，在查阅大量资料的基础上，结合水厂实际情况，提出了投加粉末活性炭吸附水中异臭味的方案。

1、原有工艺的改进措施

①二氧化氯是近些年发展起来的消毒剂，是一种有效的除藻剂，能氧化部分藻类分泌物，可以有效控制霉味和鱼腥味。因此，不改变原来的预氧化方式，只是将投加点前移至取水口与泵房间，增加二氧化氯与水的接触时间。

②增设一套人工操作的粉末活性炭（PAC）投加装置，通过投加PAC来吸附水中异味。人工将粉末活性炭通过进料口倒入圆形不锈钢投加池，投加池有效体积为3m3，设两组，一用一备。投加池内设机械搅拌机，通过机械搅拌保持炭浆浓度均匀，然后通过螺杆泵变频投加至加药口。

2、粉末活性炭的特性及选择

粉末活性炭外观暗黑色。具有良好的吸附性能，化学稳定性好，是多孔径的疏水性吸附剂。

我们采用的粉末活性炭为袋装木质活性炭，其主要技术指标见表3-1

3、检测方法

由于气味分析的特殊性，水中异味的检测还没有统一的标准。目前国内常用的方法是嗅觉鉴定法、仪器分析法等。绝大部分供水企业和检测机构不具备仪器分析法的检测能力，如果都采用送样检测，无论从财力和人力方面讲，都比较困难，因此水中臭味的去除效果对比主要靠化验室人员用鼻子闻味来鉴别。由于在常温下无法闻到水中异臭味，因此取样将水加热至45℃以上，根据检测人员的嗅觉用粗略的文字来描述其特征。按表3-2对臭味进行比较。

臭味强度表：

4、粉末活性炭的投加量比较

按重量比炭浆浓度配制成5%，考虑粉末活性炭吸附能力极好，长时间储存会降低它的有效吸附容量，投加池中炭浆停留时间考虑不超过4小时。然后在进水流量为650m3/h的情况下，重点进行了投加点和投加量的效果比较。结果如下表。

沉淀池进口投加被认为是PAC的最佳投加点，能充分发挥粉末活性炭的吸附效果，从水厂实际的投加效果来看，也能得到验证，但因采用的是斜管沉淀池，停留时间不足，造成部分粉末活性炭进入滤池后，会堵塞滤料层，使得滤池反冲洗周期缩短，影响过滤效果。加二氧化氯含量从0.1mg/l提高到0.2mg/L，粉末活性炭投加效果变化不大。

为了验证投加效果和嗅觉鉴定法检测效果，水质科重新取样送检，结果见表3-3，土臭素和二甲基异莰醇降到了10ng/l以下，符合GB5749-2006附录的参考指标限值。

四、建议设想

1、嗅和味是水质检测最基本的指标，但对于水中致臭物质的定量分析，一般的水质监测站没有能力检测，饮用水嗅和味指标的检测只能靠检测人员的嗅觉来描述，没有量化的结果。因此如何改进饮用水嗅和味的检测方法，提高普通水质监测站的检测能力，是相关研究机构努力的方向。

2、水厂污泥排放问题。

粉末活性炭吸附工艺，可有效去除水中色、嗅、味、农药、有机氯化物等，但其回收困难，特别是对没有污泥处置设施的小型水厂，滤后污水更难处理，如何对投加粉末活性炭处理后的污水进行最终处理，成为当前急需解决的重要课题。

3、修订饮用水水质标准并与国际接轨。

《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006修订后，水质指标由原来的35项增至106项，但没有将土臭素列为106项指标中，只在参考指标中规定了限值。日本《生活饮用水水质标准》（1992年12月21日颁布，1993年12月1日实施）对饮用水的感官性指标如色、嗅、味，明确规定了检测项目及指标值。面对水质恶化日趋严重，恶化原因日趋复杂的状况，更需要不断补充修订饮用水水质标准，满足人们对优质饮用水的渴望与追求。

4、加强水资源规划，刻不容缓。

在全省实施“千万农民饮水工程”的进程中，部分新建的集中式净水厂可能面临类似的问题，存在水源微污染的状况。水源是实现人类社会可持续发展的重要物质基础之一，然而由于各种自然因素及人类过度活动的影响，许多水源出现水质微污染状况，这就降低了水源的安全性。因此各地政府及早做好水资源规划，加强饮用水水源或备用水源的保护，避免过度投料、养殖、捕捞，破坏水体动态平衡，防止水源被污染，已成为当务之急。

五、结论

由于单一水源的局限性，在发生水库原水微污染，无法实现水库底泥清除的情况下，利用现有净水工艺，通过合理投加粉末活性炭，能有效吸附水中臭味，保证出厂水水质达标，尽管增加了水厂的运行成本，但通过实践摸索出了一条实际可行的处理方法，期间也为兄弟水司提供了借鉴经验，社会效益非常明显。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。