A „mikroszennyezés” egy vízkezelési kifejezés, amely csak az elmúlt években jelent meg hazánkban. Mikroszennyezett vízforrásnak nevezzük azt a vizet, amelynek fizikai, kémiai és mikrobiológiai mutatói már nem képesek megfelelni a „Felszíni vízkörnyezeti minőségi szabvány” vízminőségi követelményeinek, mint ivóvízforrásnak. Amikor azonban az emberek a mikroszennyezés szót említik, nem tudják, mik a víztestben lévő szennyező anyagok konkrét mutatói. Ez egy nagyon általános fogalom. Mikroszennyező anyagok a következők: zavarosság, szín, szag, szulfid, nitrogén-oxidok, káros és mérgező anyagok [például nehézfémek (higany, mangán, króm, ólom, arzén stb.)], kórokozó mikroorganizmusok stb. meghaladta a szabványt, de a legtöbb esetben szerves anyagokkal mikroszennyezett vízforrásokról van szó. A víztestekben a mikroszennyezés jelensége nagy nehézségeket okozott az ivóvízkezelési eljárások kiválasztásában.
1. Mikroszennyezett vízforrások vízminőségének jellemzői az elmúlt években
① A szerves anyagok átfogó mutatói, mint például KOI, BOI, TOC stb., értéknövekednek. Minél nagyobb ezeknek a mutatóknak az értéke a forrásvízben, annál több szerves anyag van a vízben, és annál súlyosabb a szennyezés. Például a forrásvíz oldott oxigéntartalma általában 5 és 10 mg/l között van. Ha 5 mg/L alá csökken, már nem alkalmas ivóvízforrásnak. Ha az oldott oxigén kevesebb, mint 1 mg/l, a forrásvíz rossz szagú lehet a szerves anyagok bomlása miatt. Például, ha a forrásvíz BOI-ja kisebb, mint 3 mg/1, a víz minősége jó; amikor eléri a 7,5 mg/l-t, a víz minősége rossz; ha ez meghaladja a 10 mg/l-t, a víz minősége rendkívül rossz, a vízben oldott oxigén közel nulla.
② Növekszik az ammónia-nitrogén (NH3-N) koncentrációja.
③ A szag nyilvánvaló.
④ Az Ames mutagenitási teszt eredménye pozitív, míg a jó vízminőségű vízforrásnak negatívnak kell lennie.
2. A mikroszennyezett víz veszélyei
A fejlett országokban a mikroszennyezett vízkezelés központi kérdése a főként asszimilálható szerves szénből (AOC) és ammóniából álló mikroszennyezők eltávolítása az ivóvíz biológiai stabilitásának biztosítása érdekében. Hazám mikroszennyezett vízforrásaiban a szennyező anyagok koncentrációja sokkal magasabb, mint a fejlett országokban található mikroszennyező anyagoké. Hazámban az elmúlt években a mikroszennyezett vízkezeléssel kapcsolatos kutatások során a vízminőség tekintetében a „Felszíni vizek környezeti minőségi szabványának” (GB 3838-2002) IV. osztályának fő vízminőségi mutatóit általában a következőképpen használják. az értékelési szabvány, azaz a KOI<8mg/L, Kjeldahl ammonia<2mg/L, and BOD<6mg/1. The properties and hazards of micro-pollutants are summarized as follows.
(1) Szerves anyagok A mikroszennyezett vízben lévő szerves anyagok természetes szerves anyagokra (NOM) és szintetikus szerves anyagokra (SOC) oszthatók. A természetes szerves anyagok a természetes körforgásban az állatok és növények bomlása és bomlása során keletkező anyagok, más néven oxigénfogyasztó szerves anyagok; a szintetikus szerves anyagok többnyire mérgező szerves szennyezők. A szerves anyagok jelenléte a vízben stabilizálja a részecskéket, növeli a koaguláns mennyiségét és az aktív szén adszorber terhelését. Egyes mérgező és káros szennyező anyagok nemcsak nehezen lebomlanak, hanem biológiailag felhalmozódnak, és „háromveszélyes” (rákkeltő, teratogén és mutagén) hatásuk is van, ami nagyon káros a közegészségügyre.
Ezenkívül a víztestekben lévő oldható szerves anyagok (DOM) könnyen reakcióba lépnek különféle oxidáló- és fertőtlenítőszerekkel az ivóvíz-tisztítási folyamat során. A legáltalánosabb reakció a folyékony klórral trihalogén-metánok (THMS), halogén-ecetsav (HAAS) és egyéb halogénezett fertőtlenítési melléktermékek képződése, amelyek többségéről kimutatták, hogy rákot okoznak kísérleti állatokban.
(2) A nitrogén-ammónia a vízben szerves nitrogén, ammónia, nitrit és nitrát formájában fordul elő. Az ammónia-nitrogén eltávolítási sebessége fémalumínium-sók koagulánsként történő felhasználásával nagyon alacsony. A vízi üzem folyamatában és vízelosztó rendszerében a 0,25 mg/l ammóniakoncentráció elegendő a nitrifikáló baktériumok szaporodásához. A nitrifikáló baktériumok és az ammónia által felszabaduló szerves anyagok szagproblémákat okoznak. Az ammónia emellett sok klórt fogyaszt a klóraminok képzéséhez, ami csökkenti a fertőtlenítés hatékonyságát, és cianogén-kloridos fertőtlenítési melléktermékek keletkezhetnek, amelyek befolyásolják a vízben lévő szerves anyagok oxidációs hatékonyságát. Az ammónia vízben nitritté és nitráttá oxidálódik. A nitrit felhalmozódása helyettesíti az oxigén helyzetét a vörösvértestekben, ami végül fulladáshoz vezet; a nitrát magas koncentrációja lenyelés után mérgezést okozhat.
(3) Szag és íz: az erős szagú és ízű ivóvíz még a vízinövény általi kezelés után is rossz ízű.
(4) Háromveszélyes anyagok: Az ivóvíz klórozása után „háromveszélyes” anyagokat képezhet, amelyek veszélyeztetik az emberi egészséget.
(5) Vas és mangán: A magas vas- és mangántartalmú ivóvíz vörösesbarna üledékeket hoz létre, amelyek beszennyezik a kimosott ruhákat és fémes ízűek lesznek; ráadásul a túl magas vas- és mangántartalmú víz hajlamos a vas- és mangánbaktériumok elszaporodására, a csövek eltömődésére és korrodálására.
(6) Fluor és arzén: Egyes vízforrások geológiai viszonyok vagy ipari szennyezés miatt fluort vagy arzént tartalmazhatnak, a fluor és az arzén pedig emberi betegségeket okozhat.
(7) Algák és algatoxinok: Egyes ammóniában és foszforban gazdag tápanyag-víztestekben heves algák szaporodnak, ha megfelelő a vízhőmérséklet. Az algasejtek által kiválasztott algatoxinok nemcsak szagot, ízt és hányingert okoznak a víznek, hanem mérgezőek is. Súlyos esetekben nem lehet inni és egyáltalán nem lehet használni. Súlyos következmények és káros hatások léptek fel.
3. Mélykezelési technológia a forrásvíz mikroszennyezésére
A csapvízforrásból származó víz mikroszennyezésének főbb mélykezelési technológiái a következők:
3.1. Ózonos bioaktív szén eljárás
Alapelv: Ez az eljárás két technológiát ötvöz: ózonoxidációt és bioaktív szén adszorpciót. Először a vízben lévő szerves anyagokat ózonnal oxidálják, hogy részlegesen lebomlanak vagy könnyebben lebomló anyagokká alakulnak át, majd bioaktív szenet használnak ezen anyagok további eltávolítására.
Hatás: Az ózonos bioaktív szén mélykezelés jelentősen javíthatja az olyan indikátorok eltávolítási sebességét, mint a permanganát index, az összes szerves szén (TOC) és az UV254, valamint jó eltávolító hatása van a perzisztens szerves anyagokra, például a policiklikus aromás szénhidrogénekre (PAH), szerves klór peszticidek (OCP) és halogén-ecetsav (HAA).
3.2. Nanoszűrési folyamat
Alapelv: A nanoszűrés egy membránleválasztó technológia, amelynek pórusmérete a fordított ozmózisos membrán és az ultraszűrő membrán között van, és alkalmas kisméretű, 300 és 500 közötti relatív molekulatömegű szerves molekulák elválasztására.
Hatás: A nanoszűrés jó eltávolító hatást fejt ki a hagyományos vízminőségi mutatókra és a nyomokban lévő szerves anyagokra, különösen a nagy relatív molekulatömegű szerves anyagokra, mint például a fertőtlenítési melléktermék-prekurzorok és a szerves klórtartalmú peszticidek. Azonban korlátozott eltávolító hatása van a kis relatív molekulatömegű policiklusos aromás szénhidrogénekre.
3. 3. Előózon + hagyományos kezelés + fő ózon-biológiai aktív szén eljárás
Alapelv: Ez egy mély kezelési folyamat, amely több technológiát is magában foglal, beleértve az ózon előtti oxidációt, a hagyományos koagulációs ülepítő szűrést és a fő ózon-biológiai aktív szén kezelést.
Hatás: Ezzel az eljárással jelentősen javítható az olyan szennyező anyagok eltávolítási sebessége, mint a CODMn, TOC, UV254, miközben csökkenti a fertőtlenítési melléktermék prekurzorok (DBPFP) tartalmát és javítja a szennyvíz biológiai stabilitását.
Összefoglalva, általánosságban elmondható, hogy a forrásvíz mikroszennyezése érdekében az illetékes osztályoknak hatékonyan kell ellenőrizniük a vízforrás szennyezését hosszú távon, és változtatniuk kell a jelenlegi rossz vízminőségi helyzeten, hogy biztosítsák az ivóvíz biztonságát és az emberek egészségét. Ami a mélykezelési technológiát illeti, minden módszernek megvannak a maga alkalmazhatósága és korlátai, és az adott vízminőségi és kezelési követelményeknek megfelelő mélykezelési eljárást kell kiválasztani.