浅析深度处理工艺对饮用水生物稳定性的影响

何 斌

（天水市水务局，甘肃 天水 741000）

0 引言

在经济发展的背景下，水资源的利用以及质量成为人们关注的焦点，怎样利用现代化、常规化的管理提升饮用水的生物稳定性是相关人员研究的关键。现如今臭氧活性炭深度处理已经被广泛应用，在此基础上也有很多企业会在饮用水中添加消毒剂，这种方式虽然可以保证饮用水中氯元素的含量，但是水中的细菌依旧存在，因此针对此情况对饮用水进行生物稳定性的分析，以此达到利用深度处理技术保障水质量的目的。

1 饮用水中生物稳定性的相关概述

饮用水中的生物稳定性如果不能符合标准，就会使水中存在大量的细菌，且这些细菌会不断滋生，与此同时，水中的微生物含量较多，会导致水资源的运输管道内壁出现大量的污垢，进而腐蚀管道内部，影响水资源的运输能力，引发安全事故。饮用水的生物稳定性质量对于水质安全有重要意义，因此相关部门的稳定性评价体系制定与实施也非常关键，目前为了保证水的生物稳定性，国内外会使用以下几种方式进行处理：第一，利用饮用水的深度处理技术，降低水中的微生物含量。第二，对水的运输管道进行清理，降低管道中存在污染物的可能性，进而降低细菌等微生物在水管中的滋生。第三，配水管道的材料会影响水质，因此要利用信息化技术加大对管网的管理。第四，可以利用对管道中适当放置消毒剂的方式降低细菌的繁殖，但是在此过程中需要加大对消毒剂含量的控制。除此之外，在以上方法使用的基础上，要想根本上解决饮用水中生物稳定性的问题，便要加强常规与深度处理的工艺。

2 案例分析与研究

2.1 研究背景

苏州水厂的供水能力可以达到100m/d，有4 个子公司的水资源是来自周边的湖水，其中N 与Y 两个水厂的水资源来自某湖金墅水源地，其中N 企业用于深度处理工艺的BAC 活性炭已经使用了6 年。

2.2 试验方法

实验所有用到的器皿都需要经过无碳化的处理，这样才能够保证实验的科学性以及合理性。而实验过程中所使用的P17 也是由专业机构提供的，其中TOC监测的仪器使用的是专业的测定仪。此外AOC 的监测需要按照之前的规定进行，而BDOC 则采用动态监测方式进行，工作人员需要科学的使用R2A 平板计数方式监测BRP 含量。

本文以N 水厂作为研究目标，会对水厂中的AOC、BDOC 的含量进行分析。传统的氯消毒工艺会提升饮用水中的生物稳定性，但是在不同的环境因素下也会出现一定的区别。据调查，在砂滤池出水之后，如果在水中加入了氯，则可以对水中生物稳定性相关元素的含量进行推算，推算公式为：

常规工艺水厂（AOC、BDOC、BRP）=出水+（出厂水-炭池出水）/炭池出水×出水

2.3 实验结果分析

根据分析结果显示，水中的AOC、BDOC、BRP、含量的峰值与最低值以及平均值分别为118.01、81.02、103.45、0.63、0.56、0.54、3×10CFU/mL、1.21×105CFU/mL、2.32×10CFU/mL。从结果来看，出厂水中AOC 含量较低，但是在夏季随着温度的升高也影响了AOC 的含量，使其有所提升。而其他的月份含量较低。而BDOC含量没有明显的变化，也并没有受到较大的环境影响。BRP 在冬季含量较低，甚至低于平均含量，但在12月份中却有所提升。

传统的深度处理工艺例如预臭氧、主臭氧和加氯工艺会导致AOC 等含量的提升，这是因为臭氧以及氯气可以与O 元素产生反应，有一定的养护功能，会去除水中的特性。臭氧更是可以对水中的大分子物进行降解，以此提升水中的可生化性。根据研究分析发现，预臭氧的平均升高率可以达到78.35%、23.15%以及86.45%；主臭氧方式为35.62%、20.87%以及23.98%；氯气添加为19.56%、23.45%、20.78%。由此可见预臭氧工艺的主臭氧含量会大于氯气添加的含量，这是由于预臭氧工艺在水中所产生的有机物会高于氯气在水中的情况。

除了以上三种工艺，混凝沉淀与砂率以及BAC技术也可以达到水质处理的目的。混凝沉淀工艺对于水中AOC 含量的去除效果可以达到86%，高于传统技术32%。相关人员对此结果进行了详细的分析，发现导致这种情况的原因是预臭氧技术会对水中的AOC 含量有所影响，导致其在水中快速提升，这才使技术的应用效果变得更好。此外不同水厂的水源不同，所自带的水中元素含量也有所区别。与砂率技术相比，沉降技术可以提升AOC 含量的去除效果，降低整个工序中的步骤。砂率技术的研究报告显示，这种方式对水中的BDOC 含量去除效果更佳，这也证实了砂率的过滤作用。

2.4 技术应用对比

深度处理水厂水质中的AOC 含量的最大值、最小值与中间值分别为：158.62、78.36、121.55。其中在寒冷天气下，AOC 的浓度会超过标准数值。而BDOC 浓度的最大值、最小值与中间值为0.29mg/L、0.18mg/L、0.31mg/L。这一数值明显高于Joret 之前所提出的0.1mg/L；BRP 含量则为3.5×106CFU/mL、0.8×104CFU/mL、1.72×104CFU/mL、其中在春夏季节随着温度的逐渐提升，水中的BRP 含量也逐渐增高，甚至超过了3*10CFU/mL。

常规的水深度处理技术的应用效果分别为：AOC156.32、63.45、103.78；BDOC 为0.35、0.58、0.42；BRP为3.52×106CFU/mL、1.42×10CFU/mL、2.36×10CFU/mL。根据以上数据的分析我们发现深度处理工艺可以有效地降低水中的BDOC 与BRP，但是却会提升AOC。这一结果与国外学者Yubath Hikch 等人的研究结果相一致。也就是说臭氧活性炭技术对于AOC 含量没有明显的效果，难以达到去除的作用，反而会降低水中的生物稳定性。

2.5 实验结论

N 水厂的原有水源AOC 含量较低，会随着温度的提升而升高。除此之外其他两种的稳定性指标相对较低，若是将每升100 含量作为标准，那么该厂的去除效率在18%左右便可以满足需要。此外混凝沉淀技术与砂率技术对于AOCBDOCBRP 的降低有明显的效果，在实际工作中，相关技术人员可以适当地使用混凝沉淀技术，以此降低水中的稳定性数值。与此同时，混凝沉淀技术可以大幅度对AOC 产生影响，而对于其他两种的效果却不如另外几种技术。因此在后续的工作中，应该不断提升混凝沉降技术的应用水平，对其不足进行针对性的优化与完善。臭氧技术属于传统技术工艺，可以提升AOC、BDOC、BRP 的含量，因此在实际工作中可以增加臭氧的含量以此降低BAC 的承载能力，提升水中的生物稳定性。但是在此过程中也应该关注溴酸盐的情况，以免出现不必要的损失、春夏季节由于受到外界温度的影响，BAC 运行会使AOC、BDOC、BRP 的含量高于中间值，在达到峰值之后便会呈现阶梯式的下降，这也在一定程度上说明水中的生物稳定性会与微生物的活动规律有一定的关系。

3 饮用水生物稳定性评价体系

传统的AOC 测定指标评价体系并不能全方位地对水生物稳定性进行分析，针对此情况，我国学者也根据静止状态AOC 与生物多样性的情况分析研究出了AOC 的新评价体系。根据研究现实，温度的影响会对水生物稳定性产生波动，相同的AOC 在不同的情况下也是不同的结果。当温度较低时，细菌以及微生物难以进行繁殖，这也会使其出现死亡的情况，但是当温度提升，新陈代谢的速度也会提升，使微生物的活动能力变得更好。

饮用水的生物稳定性可以从多个角度进行评价，而这些指标也会对最终的生物稳定性产生影响，只是不同的指标影响效果有所不同。要想保证技术的顺利实施，有效降低水中AOC 的含量，就需要企业提升工作人员的工作能力和水平。此外，很多水厂质量检验的实验室已经开始逐步加强日常管理的规范性与科学性，但是管理者对这方面的意识却并不高，由于管理人员中有很多的外行人员，对于相关专业知识的了解并不高，因此难以高效的制定相应制度，这对于饮用水的安全检测来讲会造成非常严重的不利影响，甚至会出现危害性质不清晰，安全隐患较大的情况。

在生产部门对样本进行合理选取之后，检测部门就要开始利用检测仪器设备进行材料指标检测。对于信息化检测设备来说，其能否有效发挥作用，主要在于操作人员能否进行准确的操作，这对检测人员的专业能力要求很高，若检测人员自身能力水平不够，不能对设备进行准确操作，或者操作不规范，则会对检测结果造成不利影响，难以得出具有参考意义的结果。所以，实验室的安全检测人员的工作水平很重要，相关部门要重视设备的使用能力，在进行不同指标的检测时，选择适合的技术进行检测，聘请专业水平较高的工作人员进行操作，提升安全检测的准确性，保障使用者的人身安全。

除了技术上的管理外，要想降低水中AOC 等物质的含量，使饮用水中的微生物含量减少，就还需要加大对水质检测以及污染源的控制。现阶段很多水厂并没有完善的管理机制，这就会导致工作人员的日常工作不能符合要求，因此管理人员应该针对实际情况建立领导机构，对水质情况检测和输水管网进行相应负责人的安排，并让他们签署法律文件，在文件中需要标识每一负责人的日常工作内容，以此保证在出现水质问题时或者在管理中发现问题时能够第一时间对责任人进行追究，保证制度体系的可行性。此外，制度的建设应该可以使其在水处理、技术应用以及输水的全过程进行使用。与此同时，应该建立一套完备的安全检测制度，加强对管理体系的不断完善，要与各位实验室管理负责人签订相关安全管理协议，并赋予法律效应，利用法律法规监督管理人员的工作执行。此外，还需加强对于相关法律以及AOC、BDOC、BRP检测的安全管理知识，不断提升安全监管人员的专业水平能力，使其能够准确地发现检测与管理过程中出现的问题，并及时指导实验室人员进行改进措施，保证水质的安全，避免由于水质原因导致使用者出现安全隐患。企业应该加大研发投入，推动对深入处理技术以及设备保管措施的更新以及优化，并针对问题及时做出调整，从而提升水中微生物检测的能力。

4 结语

综上所述，原有的技术不能作为饮用水深度处理的关键技术，难以彻底的保证饮用水的生物稳定性符合标准。臭氧工艺会引起AOC 等含量的提升，因此可以利用加大臭氧的含量而减少饮用水中的生物稳定性指标含量，相关部门以及技术人员应该加大研究力度，拓展工艺渠道，为我国饮用水质量水平创造条件。