摘要：作為銅川新區的骨干供水設施——凈水廠的供水水質安全十分重要。為了防范可能發生的水源水質突發性污染的威脅，保證供水水質，應考慮凈水廠應急供水的技術措施。分析表明，各種藥劑投加方法及設施能解決多數污染物的應急控制問題，而且投資小，啟動迅速，應作為凈水廠應對突發污染的首選措施。凈水廠應急方案中還應重視“關口前移”、應急排水、強化混凝等寶貴經驗。

　　關鍵詞:飲用水,突發污染,應急供水,水質安全

　　一、問題的提出：2005年以來，我國相繼發生了松花江水質污染、太湖藍藻污染、陜西渭南藍藻污染等水質事件。我們桃曲坡水庫也于2007年和2010年相繼發生了藻類污染和整體性超高濁污染等事件。這類事件導致整個城市停水或不能正常供水，給人民生產、生活造成很大損失，也造成嚴重的社會恐慌，給供水企業的社會公眾形象造成很大損害。隨著氣候的逐年惡化和環境污染的持續加劇，此類飲用水突發性污染事件的發生頻率也在逐年增加。

　　那么突發性水污染是否可以避免?發生污染后有沒有更好的應對措施，可使凈水廠不停水或少停水?作為可靠性要求較高的銅川新區城市供水系統應該針對可能的突發性水源污染做好哪些準備?在給水處理技術上需要加強那些工作?

　　如何應對突發性水污染的問題，已經引起銅川市政府相關部門和供水企業的高度重視。曾經發生的桃曲坡水庫的階段性污染已經得到控制，但其污染影響不會立即消失，每年的暑期即7、8、9月份爆發的可能性依然很高，甚至極端干旱年份的整個夏秋季節都是高發時段，對銅川新區的城市供水安全形成持續的年度階段性威脅。我們在重視污染源的同時，也要重視研究水污染應急供水技術，凈水廠應有針對性地編制應急供水預案。對突發性的重大水污染，如果能事先做好準備，不停水或少停水的是可能的，關鍵要做好技術上、水處理措施上的儲備，還要做好管理措施上的研究和演練。

　　城市供水應急預案包括很多方面，從供水技術上要考慮多水源、多供水點的優化調度，避開受污染水源或減少受污染水源的供水量等，具體講就是可利用凈水廠8萬米3調蓄水池，在污染產生之初先期蓄積一部分源水，也可臨時啟用應急地下水供水設施;同時也要考慮凈水廠水處理工藝系統的應急強化處理能力，這是保障應急供水情況下不中斷供水、保證供水水質的關鍵點。目前，建立凈水廠防范突發性水源水質污染的應急預案問題已經引起管理局和公司領導層的高度重視，每年的經濟工作會議上都含有較多的關于預案的條款和話題，公司從2007年以來逐年編制了應急預案。本文試圖就應急治污技術上的一些基本原則進行初步的探討。

　　二、突發性污染的來源與分類

　　(一)突發性污染的來源

　　在水源水體流域上游的任何潛在污染源都可能導致水源水質污染。其一，一些污染源由于治理不力，持續性地向水體中排放污染物，可以視作是持續性污染，對于以此水體為水源的水廠是屬于造成處理過程中如何去除污染的問題，銅川新區凈水廠不屬于這一類，其水源水質多年監測結果均為二類飲用水源，銅川市環境監測部門在水庫上游建立了全面布點和河道主干流多斷面階段性監測的水源安全控制監測網，多年來基本保持二類水源的穩定特質。其二，一些屬于突發性的污染往往是由于事故、突發自然災害、人為破壞等意外事件引起的，具有發生時間不可預見、持續時間短、污染物不確定、污染濃度高等特點。以地表水為水源的凈水廠，突發性污染源包括上游的近岸工廠或礦山發生事故(或偷排)等非正常排污、城鎮或農村的非點源污染受突降暴雨沖刷等進入水體、車輛(如2010年發生的馬欄河上游柴油車傾覆)等的污染物泄露、環境因素變化導致水體底泥中污染物的突然釋放、氣候突變等自然災害帶來的突發性污染等等。桃曲坡水庫2007年爆發的持續陰雨遭遇突發超強降雨和徑流入庫而造成水庫庫水翻漿的藻霉化污染，2010年發生的持續干旱水庫存量過低在遭遇突發超強降雨和超大徑流入庫(建庫以來最大、50年一遇)而造成水庫整體性超高濁(濁度最大20萬NTU,固體占比20%)污染也是這一類范疇。

　　(二)一般污染物的分類

　　對水源中可能出現的突發性污染物按其理化性質，可分為無機物、有機物和生物等。按物質形態，可以分為顆粒物(固體)、溶解性物質(分子、離子)和氣體等。其中以溶解性有機物和重金屬類的突發性污染危害較大且在常規水處理過程中難以解決。也可按突發性污染物所適用的去除技術分類，包括：可吸附去除，如硝基苯(松花江污染類)以及多數小分子有機物、部分重金屬、藻霉素、環境激素類物質、部分持久性難降解有機物、部分油類污染、氨氮等，可以通過粉末狀活性炭吸附、沸石離子交換吸附等去除;可以由氧化還原等化學反應分解或殺滅的，如COD類有機物、部分持久性難降解有機物、部分油類污染、氨氮、細菌、病毒、賈第蟲、隱孢子蟲、劍水蚤、搖蚊幼蟲等可以通過預氧化、后氧化分解或殺滅;可強化混凝沉淀及強化過濾去除的，如各種顆粒物、大小分子有機物、賈第蟲、隱孢子蟲等;可通過調節PH等以化學沉淀去除的，如：鎘等部分重金屬、部分難溶金屬離子、硫化物等部分難容無機物等;可用膜法去除的，如 ：細菌、病毒、各種金屬、非金屬離子、小分子有機物等。有些污染物有可能有幾種適用的去除方法。

　　三、當前一般水廠的處理能力與應急措施

　　(一)現有水廠的處理能力特點

　　一般城市給水廠擔負著向城市管網按量按質供應飲用水的任務。銅川新區凈水廠是按照對于水源污染輕微的常規除濁工藝設計的，這也是我國多數水廠的現狀。近年來，水源水污染加重，許多水廠增加了預處理或深度處理環節，強化了處理能力。這些水廠一般是按應對持續性的、常規的、微污染的水源水質情況設計的，如受COD、氨氮等生活污染的水源水，而非突發性的、特殊難處理的、短時間高濃度的，從這一點來說，新區凈水廠的工藝設施是難以應對的。

　　(二)水廠的應急預案選擇

　　為了防范可能的突發性水污染問題，需要確定應急方案和設施。應急設施與方案的選擇可能有多種，基本原則是在發生突發性污染情況下保證要求的水量與水質，如《銅川新區城市供水應急預案》中要求按照正常日供水量的40%保障供水。可能的方案有：

　　(1)應急情況下降低水處理系統負荷，減水量而保水質，對于新建水廠也可以按較低負荷設計，留有一定的負荷冗余在應急情況下使用。此方案只應對一些顆粒物、大分子有機物污染物、部分生物類等突發污染有效，而且工程投資增加較大、設備冗余浪費大，不經濟，也是不現實的。

　　(2)增加預處理或深度處理單元，提高對有機污染等的抵御能力。以微污染水為原水時，增加預處理或深度處理工藝是必要的，但考慮技術和經濟因素，一般水廠在短時間內難以實現。況且，對于突發的高濃度有機污染或其他一些特殊污染，往往這些按常規情況的處理工藝也是難以勝任的，如深度處理中的顆粒活性炭一般吸附過濾時間只有幾十分鐘，這對于常規的低濃度持續性有機污染有效，但是很難保證對突發性高濃度有機物的高效去除。一旦深度處理環節失效，后面再無可靠的控制環節，水質安全將受到威脅。

　　(3)儲備某種特殊處理單元，在應急啟用時，如膜處理裝置等，對多種突發性污染有效，但是投資大，一般還需要有水頭的提升，實現困難，對銅川新區凈水廠來說基本不可能。

　　(4)儲備一些藥劑類投加設施。根據前述突發污染物的特點分析，多數突發性污染都可以通過投加某種藥劑(在此廣義地將吸附劑、氧化劑、酸堿濟等統稱為藥劑)的方式給予有效應對，如投加粉末活性炭等吸附劑，預氧化用氯、氨、二氧化氯、臭氧等氧化劑，酸、堿等PH調節劑，各種混凝劑、助凝劑等。藥劑投加設施啟動迅速、投量可調，能適應較高濃度的污染情況，而且在國內很多水廠這些藥劑就是在成功生產中使用的，易于實現“平戰結合”，減少投資，只需要針對應急供水的要求在投加品種、投加量方面做出適當調整，有廣泛的適應性。

　　突發性水質污染雖然產生的后果很嚴重，但是對于銅川新區凈水廠來說，還是屬于小概率事件，為此而投入大量的資金建設備用設施是不經濟的，方案(1)(2)(3)顯然不是首選的方案，方案(4)是較為可行的。

　　四、關于治污技術措施的一些討論

　　除借用科研部門污染防治的成果以外，銅川新區凈水廠來應在開展有針對性的研究基礎上制定具體的應對突發性污染的應急技術方案。首先應對桃曲坡水庫水源進行潛在污染源和污染物調查，明確需要防范的突發性目標污染物、以及持續可能的發生時段;針對目標污染物及水廠已有的一、二期工藝系統情況，研究應對措施，建立應急設施。

　　基于上述分析，以設置適量的藥劑投加設施為應對突發性水源水質污染的首選措施。如凈水廠一期2萬噸/d凈水系統中原設計了一套助凝劑投加系統作為備用，在應對2010年整體超濁污染時，啟用了強混凝劑聚丙烯酰胺和西安益維普泰公司生產的強高效多功能水處理劑益維凈，從而成功地完成了應急治污任務;二期3萬噸/d凈水系統中除加強了工藝優化，在采用先進的網格反應池-“V”型濾池的基礎上，還增加了活性炭投加系統以及高錳酸鉀預氧化設施，可以有效防范突發的藻霉化污染和超高濁污染。這些藥劑投加設施也可以設計為多用途，一套設施在不同時期可以根據需要儲存投加不同的藥劑;投加量可以根據具體需要靈活調節，適應各種污染物或各種污染程度的處理需要;投加點可以靈活改變，可以預設在水處理系統前端或系統中不同位置(如一期的便攜式高錳酸鉀投加在管道混合器末梢)，以滿足不同情況的需要;系統設計時要充分考慮各種藥劑的使用條件，使其在關鍵時刻能真正發揮作用，如各種藥劑的接觸時間就是一個重要的工藝參數，必須想辦法保證。投藥設施可以“平戰結合”，對桃曲坡水庫水源水質的階段性變化，初夏時要投加聚丙烯酰胺以抵御超高濁污染;暑期和深秋時又要投加粉末活性炭以緩解藻霉化污染，粉末活性炭投加系統不僅可以滿足應急污染的需要，也可以用于持續性重污染時期，有效提高凈水廠設備利用率和新區城市供水水質的安全保證率。

　　要充分重視借用國內成功的應對水污染的寶貴經驗。“關口前移”是應對突發污染的重要經驗之一，在今后的凈水廠工藝改造時要充分考慮在取水口投加各種預處理藥劑的可能性，其優點包括：對于粉末活性炭等吸附類或氧化類藥劑盡量延長接觸時間，可以顯著提高效率，達到控制突發性污染的目的;在盡可能早的處理環節控制污染(如在水庫大面積爆發藍藻時，可以考慮輪船播撒硫酸銅等措施)，后續處理環節起緩沖與安全余量的作用，對水質的安全保障更加可靠，形成多級安全屏障。在解決持續性污染問題時，強化混凝對于提高常規水處理系統去除污染的能力應受到普遍重視;在應對突發性污染時，強化混凝也十分重要。往往單一的措施不足以完成控制突發性污染的任務，而且為了應對高濃度的突發污染可能投加的藥劑量較高，會給其他處理環節帶來問題，這時應將強化混凝、強化沉淀排泥、強化過濾等措施進行統籌考慮，實現工藝優化組合。要在生產管理過程中考慮投加不同混凝劑和助凝劑的可能性、考慮較大幅度改變投加量的可能性、考慮改變投加點的可能性。在今后水廠改造中，還應考慮處理系統水的應急排放的可能，一旦處理后出水不合格，應在進入清水池之前能排放，避免污染清水池及管網，造成更嚴重的后果。

　　五、結論

　　新區凈水廠在應對突發污染時，要針對特定的目標污染物，以研究可能的控制措施。各種藥劑投加設施投資小，適應性廣，能解決多數污染物的突發污染問題，應優先考慮采用。此方面還要在今后的生產管理過程中多加探索。