同濟(jì)研發(fā)新型飲用水凈化工藝
擰開家中自來水龍頭，一股股白花花的水流汩汩而下，人們可以放心地用它燒制開水、烹煮飯菜。問流哪得清如許？自來水廠巧設(shè)多重處理單元，將原水中的各種有害污染物一一去除。同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院高乃云教授主持的“微污染飲用水源的處理關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目成果，通過與上海市政工程設(shè)計(jì)院和相關(guān)自來水公司共同合作，已成功運(yùn)用于上海、浙江、江蘇等地十多個(gè)自來水水廠，極大改善了出水水質(zhì)。這一科研成果在這幾天舉行的中國國際工業(yè)博覽會(huì)高校展區(qū)同濟(jì)大學(xué)展臺亮相。
“我們國內(nèi)飲用水水源普遍存在比較嚴(yán)重的污染，自來水原水水質(zhì)不佳。如果采用現(xiàn)有水廠的常規(guī)凈水工藝，難以去除原水中的氨氮、有機(jī)污染物以及嗅味化合物等微量有毒有害物質(zhì)，難以控制出水中會(huì)給人體健康造成危害的各種消毒副產(chǎn)物，水質(zhì)無法完全達(dá)到我國最新《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的106項(xiàng)指標(biāo)要求。”高乃云教授介紹說，針對上海黃浦江水源水質(zhì)特征，上述三個(gè)組合團(tuán)隊(duì)通過多年自主共同研發(fā)，提出了“預(yù)臭氧化+常規(guī)處理+臭氧生物活性炭+后續(xù)消毒”的新型凈水工藝流程，并致力于其后續(xù)的技術(shù)集成與工程化應(yīng)用。
“預(yù)臭氧化”，是聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在水廠常規(guī)凈水工藝前特別增設(shè)的第一項(xiàng)預(yù)處理技術(shù)。“首先采取預(yù)臭氧化，不僅可以有效去除原水中的嗅味、色度及鐵、錳，還可以與隨后的常規(guī)凈水處理以及后臭氧生物活性炭工藝互補(bǔ)、協(xié)同，并減輕后續(xù)處理工藝單元的負(fù)荷。”高教授說。
在混凝、沉淀、砂濾等傳統(tǒng)常規(guī)處理單元凈水之后，聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)又再添一工序——“臭氧生物活性炭深度處理”。該方法是將臭氧均勻分布于水中，臭氧將水中大分子有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)氧化成小分子物質(zhì)，有利于后續(xù)生物活性炭層中的生物降解，以更進(jìn)一步地去除水中的有機(jī)污染物，進(jìn)一步改善出水水質(zhì)。2004年6月，本成果中“臭氧生物活性炭工藝凈水效果”經(jīng)上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)鑒定(滬科鑒[2004]第0269)為：“研究成果總體達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平”。
與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還探索開發(fā)了飲用水痕量消毒副產(chǎn)物監(jiān)測分析方法；發(fā)現(xiàn)了典型含氮消毒副產(chǎn)物的關(guān)鍵前體物；并提出了新的組合消毒方式，可有效降低消毒副產(chǎn)物的生成量。
據(jù)介紹，自研究成果問世以來，高教授團(tuán)隊(duì)攜手上海市政設(shè)計(jì)研究院及部分自來水公司，將飲用水深度處理工藝進(jìn)一步加以推廣應(yīng)用。幾年來，成果已成功應(yīng)用于上海楊樹浦、閔行源江、南市等水廠，以及浙江嘉興南郊貫涇港水廠等自來水廠深度處理工程中，越來越被長三角地區(qū)自來水企業(yè)所認(rèn)可和接受。其中，南市水廠在2010年世博會(huì)期間，為浦西片區(qū)供水，并成為世博園區(qū)15萬噸直飲水的有效前處理。
從廠方反饋來的情況看，這些項(xiàng)目自投產(chǎn)以來，運(yùn)行效果良好，實(shí)際監(jiān)測顯示，經(jīng)深度處理后，出水中氨氮、有機(jī)物去除率分別達(dá)到了90%及60%，鐵、錳去除效果也明顯，總體較常規(guī)凈水工藝提高了50%以上，出水的致突變性由陽性轉(zhuǎn)變?yōu)殛幮，部分出水水質(zhì)指標(biāo)明顯優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，從而保障了居民飲用水的安全。
據(jù)悉，在這一成果研發(fā)過程中，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)發(fā)表相關(guān)論文300余篇，SCI和EI收錄110篇，總引用次數(shù)達(dá)1300余次；出版專著4部；申請發(fā)明專利21項(xiàng)，已授權(quán)13項(xiàng)。
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