地下水源城市饮用水安全保障共性技术研究.pdf

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1、国家水体污染控制与治理科技重大专项集成与示范地下水源城市饮用水安全保障共性技术研究与示范张国祥张亚峰高云鹤张树冬高国伟(沈阳水务集团有限公司，沈阳110002)摘要针对地下水源城市普遍存在铁、锰、砷、氨氮、有机物等污染问题，开展了优化调度、水质预警以及地下水体修复技术研究，有效控制了水厂原水的特征污染物浓度;开发了受污染含锰含铁地下水处理集成技术、基于现行处理工艺的强化除砷技术，建立了中试基地与示范工程;实测结果表明，示范工程的出水水质达到GB5749—2006标准，实现了水质安全保障的目标。关键词地下水三氮渗透反应格栅(PＲB)除铁除锰强化除砷水专项1关键技术问题键因素，开

2、发不同水文地质条件下的水源水质控制地下水作为我国重要的供水水源，在保证居民技术，研究微污染含铁锰地下水除铁锰、氨氮和有机生活用水、社会经济发展和维持生态环境平衡等方物机制与相互作用机理及水质净化主要影响因素与面起着重要的作用。据统计，我国城镇供水地下水关键工艺参数，在系统研究高级氧化预处理、生物降水厂数量约为水厂总数的37%，供水量约为总水量解和吸附多种处理工艺耦合与技术集成的基础上，的17%，华北、西北和东北地下水供水人口占城市开发微污染含铁锰地下水水质净化优化集成工艺系总供水人口的比例分别高达66%、65%和47%。统;研究基于曝气—接触过滤除铁工艺的强化除砷沈阳市、郑州市均

3、是我国取用地下水量较大的城技术，开发以复合金属氧化物为活性组分、能同时去市。由于水源井沿河分布，其主要补给源为河水，这除砷、铁、锰等关键污染物的原位负载—包覆再生强也造成了补给过程中污染物迁移至地下水的问题。化除砷技术。水质分析表明，目前沈阳市地下水水源主要问题是课题技术路线总的原则是:结合地方需求，研发关锰、铁、氨氮、臭味超标，同时有机污染严重;黄河郑州键技术;支撑示范工程，创建技术体系;保障饮水安全，段两岸地下水中砷、铁、锰、氨氮等超标具有普遍性，实现跨越发展。课题具体实施技术路线如图1所示。其中砷含量达到0.06mg/L，铁、锰等含量也较高。3主要技术成果随着《生活饮用水卫

4、生标准》(GB5749—2006)3.1地下水源污染优化监测及预报系统全面实施，水中超标项目有可能进一步增加，目前采该系统是一个综合考虑水文地质条件，地表用的常规地下水处理工艺已不能保障饮用水的水质水—地下水交互特点，结合数学模型和现代信息管安全，水源水质恶化与供水技术之间的矛盾愈显突理技术，对傍河型地下水水源地水质进行监测预报出。因此针对典型地区地下水水源污染物超标、特的决策支持系统。系统主要功能包括:地图浏览、地别是砷超标的严重问题，建立完善的饮用水安全保图信息查询、水位分析、水质分析、空间分析、水质预障体系十分必要。测、数据库管理功能，如图2所示。2主要研究内容与关键技术路

5、线系统的构建包括污染源数据库和水源地基础信本课题针对我国普遍存在的地下水水质安全问息数据的建立。污染源数据库覆盖了点、线、面三类题，以我国重要的地下水源城市———沈阳、郑州为示污染源，污染源的调查对象包括工业企业、垃圾填埋范基地，开展特征污染物辨识并进行健康风险评估，场、农业区、居民区等;水源地基础信息数据库可以研究典型污染物的迁移规律及富集、释放机理与关实现对各种基础数据的录入、修改、删除等功能。预测指标确定为氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮;根据李国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07424002)。官水源区2000～2012年水质动态变化特征，确定污给水排水Vol.

6、39No.920139渗透反应格栅(PermeableＲeactiveBarriers，PＲB)是一种地下水污染的原位修复技术，污染水靠自然水力传输通过填充有活性反应材料的被动反应区，溶解的有机物、金属、核素等污染物被降解、吸附、沉淀得以去除。其具有能持续原位处理污染物(5～10年)、处理多种污染物(如重金属、有机物等)、处理效果好、安装施工方便、性价比相对较高等优点。PＲB介质的性能是其技术应用的关键，本课题对多介质渗透反应格栅复合介质复配技术进行了研究，提出了氨氮、NOM去除介质的筛选方法与复配原则，实现物理、化学和生物等多种去除机理的耦合，两种(或多种)污染物的同图1课题实

7、施技术路线步去除。课题组对吸附NOM的介质、吸附氨氮介质、释氧材料、碳源进行了筛选。对复合介质中的矿物材料利用多种手段(如XＲD、SEM、XＲF、红外、XPS)进行了表面矿相和成分识别(如图4)，建立了MPＲBs介质性能评价的指标体系与方法体系。图2地下水水质污染监测与预报系统图4反应介质能谱图针对沈阳李官堡水源地具体的水文地质条件(地下水埋藏较深、含水层厚度大、介质渗透系数大)，在浑河河水渗漏补给的地下水流经路径上构建傍河型PＲB，主要构筑物包括:连续反应墙、释氧图3地下水水质