"Mikro-zagađenje" je termin za tretman vode koji se u mojoj zemlji pojavljuje tek posljednjih godina. Mikro-zagađeni izvori vode se odnose na vodu čiji fizički, hemijski i mikrobiološki pokazatelji više ne mogu zadovoljiti zahtjeve kvaliteta vode „Standarda kvaliteta životne sredine površinskih voda“ kao izvor vode za piće. Međutim, kada ljudi spomenu riječ mikro-zagađenje, ne znaju koji su specifični pojedinačni pokazatelji zagađivača u vodnom tijelu. To je vrlo opšti koncept. Mikro-zagađujuće supstance uključuju sljedeće: zamućenost, boju, miris, sulfid, dušikove okside, štetne i toksične tvari [kao što su teški metali (živa, mangan, hrom, olovo, arsen, itd.)], patogeni mikroorganizmi itd. premašili standard, ali se u većini slučajeva radi o izvorima vode koji su mikro-zagađeni organskom tvari. Fenomen mikro-zagađenja u vodnim tijelima izazvao je velike poteškoće u odabiru procesa tretmana vode za piće.
1. Karakteristike kvaliteta vode mikro-zagađenih izvora vode posljednjih godina
① Sveobuhvatni indikatori organske materije, kao što su COD, BPK, TOC, itd., povećavaju vrijednost. Što su veće vrijednosti ovih pokazatelja u izvorišnoj vodi, to je više organske tvari u vodi i zagađenje je ozbiljnije. Na primjer, otopljeni kisik izvorne vode je općenito između 5 i 10 mg/L. Ako padne ispod 5 mg/L, više nije prikladan kao izvor vode za piće. Kada je rastvoreni kiseonik manji od 1 mg/L, izvorna voda može početi da smrdi zbog raspadanja organske materije. Na primjer, kada je BPK izvorske vode manji od 3 mg/1, kvalitet vode je dobar; kada dostigne 7,5 mg/L, kvalitet vode je loš; kada prelazi 10 mg/L, kvalitet vode je izuzetno loš, a rastvoreni kiseonik u vodi je blizu nule.
② Povećava se koncentracija amonijačnog dušika (NH3-N).
③ Miris je očigledan.
④ Rezultat Amesovog testa na mutagenost je pozitivan, dok bi izvor vode dobre kvalitete trebao biti negativan.
2. Opasnosti od mikro-zagađene vode
Centralno pitanje tretmana mikro-zagađene vode u razvijenim zemljama je uklanjanje mikro-zagađivača koji se uglavnom sastoje od asimilabilnog organskog ugljika (AOC) i amonijaka kako bi se postigla biološka stabilnost vode za piće. Koncentracija zagađivača u mikro-zagađenim izvorima vode u mojoj zemlji je mnogo veća od koncentracije mikro-zagađivača u razvijenim zemljama. Što se tiče kvaliteta vode u istraživanju mikro-zagađene vode u mojoj zemlji posljednjih godina, glavni indikatori kvaliteta vode klase IV u "Standardu kvaliteta okoliša površinskih voda" (GB 3838-2002) obično se koriste kao standard evaluacije, odnosno CODn<8mg/L, Kjeldahl ammonia<2mg/L, and BOD<6mg/1. The properties and hazards of micro-pollutants are summarized as follows.
(1) Organska tvar Organska tvar u mikro zagađenoj vodi može se podijeliti na prirodne organske tvari (NOM) i sintetičke organske tvari (SOC). Prirodna organska tvar odnosi se na tvari nastale raspadanjem i razgradnjom životinja i biljaka u prirodnom ciklusu, također poznate kao organska tvar koja troši kisik; sintetička organska tvar je uglavnom toksična organska zagađivača. Prisustvo organske materije u vodi stabilizuje čestice, povećava količinu koagulanta i opterećenje adsorbera aktivnog uglja. Neki toksični i štetni zagađivači ne samo da se teško razgrađuju, već imaju i bioakumulaciju i "troopasna" (kancerogena, teratogena i mutagena) dejstva, koja su veoma štetna po javno zdravlje.
Osim toga, rastvorljiva organska tvar (DOM) u vodnim tijelima lako reagira s različitim oksidansima i dezinficijensima u procesu prečišćavanja vode za piće. Najčešća reakcija je s tekućim hlorom za stvaranje trihalometana (THMS), halooctene kiseline (HAAS) i drugih halogeniranih nusproizvoda dezinfekcije, za koje se pokazalo da većina izaziva rak kod eksperimentalnih životinja.
(2) Dušik amonijak postoji u vodi u obliku organskog azota, amonijaka, nitrita i nitrata. Brzina uklanjanja amonijačnog dušika korištenjem soli metala aluminija kao koagulansa je vrlo niska. U procesu postrojenja za vodu i sistemu za distribuciju vode, koncentracija amonijaka od 0.25 mg/L je dovoljna da omogući rast nitrifikujućih bakterija. Organska tvar koju oslobađaju nitrifikacijske bakterije i amonijak će uzrokovati probleme s mirisom. Amonijak također troši mnogo hlora za stvaranje hloramina, što smanjuje efikasnost dezinfekcije i može stvoriti nusproizvode dezinfekcije cijanogen hloridom, što utiče na efikasnost oksidacije organske materije u vodi. Amonijak se u vodi oksidira do nitrita i nitrata. Akumulacija nitrita zamjenjuje položaj kisika u crvenim krvnim zrncima, što na kraju dovodi do gušenja; visoke koncentracije nitrata mogu uzrokovati trovanje nakon gutanja.
(3) Miris i ukus: voda za piće sa jakim mirisom i ukusom i dalje je lošeg ukusa čak i nakon što je tretira vodena biljka.
(4) Troopasne supstance: Nakon što se voda za piće tretira hlorisanjem, može formirati "troopasne" supstance koje ugrožavaju zdravlje ljudi.
(5) Gvožđe i mangan: Voda za piće sa visokim sadržajem gvožđa i mangana će proizvesti crvenkasto-smeđe sedimente, koji će zaprljati opranu odeću i imati metalni ukus; osim toga, voda s previsokim sadržajem željeza i mangana sklona je razmnožavanju gvožđa i manganskih bakterija, začepljenju i korodiranju cijevi.
(6) Fluor i arsen: Neki izvori vode mogu sadržavati fluor ili arsen zbog geoloških uslova ili industrijskog zagađenja, a fluor i arsen mogu uzrokovati bolesti ljudi
(7) Alge i toksini algi: Neka hranljiva vodena tijela bogata amonijakom i fosforom uzrokovat će snažan rast algi kada je temperatura vode odgovarajuća. Toksini algi koje luče stanice algi ne samo da uzrokuju miris, okus i mučninu vode, već su i toksični. U težim slučajevima ne može se piti niti se uopšte koristiti. Nastupile su ozbiljne posljedice i štetni efekti.
3. Tehnologija dubinskog tretmana za mikro-zagađenje izvorske vode
Glavne tehnologije dubokog tretmana za mikro-zagađenje vode iz vodovoda su sljedeće:
3.1. Proces bioaktiviranog ugljena ozonom
Princip: Ovaj proces kombinuje dve tehnologije: oksidaciju ozona i adsorpciju bioaktivnog ugljena. Najprije se organska tvar u vodi oksidira ozonom kako bi se djelomično razgradila ili pretvorila u lakše razgradive tvari, a zatim se bioaktivni ugljen koristi za dalje uklanjanje ovih tvari.
Učinak: Dubinski tretman ozonom bioaktiviranim ugljenom može značajno poboljšati brzinu uklanjanja indikatora kao što su indeks permanganata, ukupni organski ugljik (TOC) i UV254, a također ima dobar učinak uklanjanja postojanih organskih tvari kao što su policiklični aromatični ugljovodonici (PAH), organoklorni pesticidi (OCP) i halooctena kiselina (HAA).
3.2. Proces nanofiltracije
Princip: Nanofiltracija je tehnologija membranskog odvajanja s rasponom veličine pora između membrane reverzne osmoze i membrane za ultrafiltraciju, pogodna za odvajanje malih organskih molekula s relativnom molekulskom masom između 300 i 500.
Efekat: Nanofiltracija ima dobar efekat uklanjanja na konvencionalne indikatore kvaliteta vode i organske materije u tragovima, posebno za organske materije sa velikom relativnom molekulskom masom, kao što su prekursori nusproizvoda dezinfekcije i organoklorni pesticidi. Međutim, ima ograničeni učinak uklanjanja na policiklične aromatične ugljikovodike s malom relativnom molekulskom masom.
3. 3. Predozon + konvencionalni tretman + glavni ozon-biološki proces aktivnog ugljena
Princip: Ovo je proces dubokog tretmana koji integriše više tehnologija, uključujući oksidaciju pre ozona, konvencionalnu koagulacionu sedimentacionu filtraciju i glavni tretman ozonom biološkim aktivnim ugljem.
Efekat: Ovaj proces može značajno poboljšati brzinu uklanjanja zagađivača kao što su CODMn, TOC, UV254, dok istovremeno smanjuje sadržaj prekursora nusproizvoda dezinfekcije (DBPFP) i poboljšava biološku stabilnost efluenta.
Ukratko, generalno, za mikro-zagađenje izvorišne vode, relevantna odjeljenja moraju dugoročno efikasno kontrolirati zagađenje izvora vode i promijeniti trenutnu situaciju lošeg kvaliteta vode kako bi se osigurala sigurnost vode za piće i zdravlje ljudi. Što se tiče tehnologije dubinskog tretmana, svaka metoda ima svoju primjenjivost i ograničenja, te je potrebno odabrati odgovarajući proces dubinske obrade prema specifičnim zahtjevima kvalitete i tretmana vode.
