
清华大学环境科学与工程系 张晓健教授
摘要:总结了松花江水污染事件中所采用的城市供水应急处理技术,根据污染物硝基苯的去除特性,应急处理中设置了粉末活性炭和颗粒活性炭的双重屏障,即在取水口处投加粉末活性炭和水厂内进行采用颗粒活性炭的炭砂滤池改造,在水源水中硝基苯超标数倍的条件下,处理后水厂出水中的浓度远远低于饮用水水质标准的限值,应急处理取得了成功,及早恢复了哈尔滨市的市政供水,并在其下游的达连河镇在水源水超标十余倍的条件下实现了不停产达标安全供水。总结实际处理效果,在取水口处投加粉末炭,把安全屏障前移,是应急处理取得成果的关键措施。文中介绍了有关水污染事件概况和城市应急供水的应对措施与效果,并总结了粉末活性炭应急处理的技术要点,对全国城市供水应急系统建设有重要的指导意义和参考价值。
关键词:硝基苯 活性炭 城市供水应急处理
2005年年底发生的松花江水污染事件,是对我国城市供水行业应对水源突发污染事件能力的极大考验。本人作为应对水污染事件赴哈尔滨市的建设部专家组技术负责人,参加了这次水源污染事件中紧急恢复城市供水的战斗。现把水污染事件的有关情况和所采用的城市供水应急处理技术总结如下。
1 松花江水污染事件和哈尔滨市自来水停水过程
2005年11月13日13:36,中石油吉林化学工业公司双苯厂发生爆炸,约100吨化学品泄漏进松花江,其中主要化学品为硝基苯,造成了松花江流域重大水污染事件,给流域沿岸的居民生活、工业和农业生产带来了严重的影响,引起了社会极大关注。
我国《地表水环境质量标准》(GB8383-2002)中硝基苯的限值为0.017mg/L,适用于集中式生活饮用水地表水源地。该浓度限值的主要参考依据源自美国环保局的保护人体健康的水质基准,是以饮水健康影响为制定依据的。目前我国有关饮用水水质的有关标准(《生活饮用水卫生规范》(卫生部,2001)、国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)、《城市供水水质标准》(建设部,CJ/T206-2005))均没有硝基苯项目。但是,根据我国地表水环境质量标准中饮用水水源地项目的制定依据,对于生活饮用水常规水处理工艺基本上无去除作用的污染物,应从水源水进行源头控制,因此该硝基苯的水源水标准的浓度限值即等同于饮用水水质标准。
在此次污染事件中,松花江污染团中硝基苯的浓度极高,到达吉林省松原市时硝基苯浓度超标约一百倍,松原市自来水厂被迫停水。松花江发生严重硝基苯污染、松原市自来水已经停水的消息11月19日传到了哈尔滨市。根据当时预测,污染团到达哈尔滨市时的硝基苯浓度最大超标约为30倍。由于哈尔滨市各自来水厂以松花江为水源,水厂现有常规净水工艺无法应对如此高浓度的硝基苯,11月21日上午和22日上午哈尔滨市政府发出全市自来水供水将停水四天的公告。从11月23日23时起,哈尔滨全市正式停止市政自来水供水。根据哈尔滨市政府的要求,自来水供水企业将避开污染团高峰区段,然后在松花江水源水中硝基苯浓度尚超出标准的条件下,采取应急净化措施,及早恢复供水,要求停水时间不超过四天。
2 松花江水污染事件中的应对措施与效果
城市自来水厂的常规处理工艺对硝基苯基本上无去除作用,混凝沉淀对硝基苯的去除率在2%~5%,增大混凝剂的投量对硝基苯的去除无改善作用。硝基苯的化学稳定性强,水处理常用的氧化剂,如高锰酸钾、臭氧等不能将其氧化。硝基苯的生物分解速度较慢,特别是在当时的低温条件下。但是,硝基苯容易被活性炭吸附,采用活性炭吸附是城市供水应对硝基苯污染的首选应急处理技术。
在本次松花江水污染事件中,沿江城市供水企业迅速采取应急措施,初步确定了增加颗粒活性炭过滤吸附的水厂改造应对方案,并紧急组织实施。该方案要求对现有水厂中的砂滤池进行应急改造,挖出部分砂滤料,新增颗粒活性炭滤层。为了保持滤池去除浊度的过滤功能,滤池中剩余砂层厚度要求不小于0.4m,受滤池现有结构所限,新增的颗粒活性炭层的厚度约在0.4~0.5m。当时哈尔滨市紧急调入大量颗粒活性炭,从24日起在制水三厂和绍和水厂突击进行炭砂滤池改造,于27日基本完成换炭工作,实际共使用颗粒炭800余吨。