"Pencemaran mikro" ialah istilah rawatan air yang hanya muncul di negara saya sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Sumber air tercemar mikro merujuk kepada air yang penunjuk fizikal, kimia dan mikrobiologinya tidak lagi dapat memenuhi keperluan kualiti air "Surface Water Environmental Quality Standard" sebagai sumber air minuman. Walau bagaimanapun, apabila orang menyebut perkataan pencemaran mikro, mereka tidak tahu apakah penunjuk tunggal khusus pencemar dalam badan air. Ia adalah konsep yang sangat umum. Bahan pencemar mikro termasuk yang berikut: kekeruhan, warna, bau, sulfida, nitrogen oksida, bahan berbahaya dan toksik [seperti logam berat (merkuri, mangan, kromium, plumbum, arsenik, dll.)], mikroorganisma patogen, dll. mempunyai melebihi standard, tetapi dalam kebanyakan kes, ia adalah sumber air yang tercemar mikro oleh bahan organik. Fenomena pencemaran mikro dalam badan air telah menyebabkan kesukaran yang besar dalam pemilihan proses rawatan air minuman.
1. Ciri-ciri kualiti air sumber air tercemar mikro dalam beberapa tahun kebelakangan ini
① Penunjuk komprehensif bahan organik, seperti COD, BOD, TOC, dll., peningkatan nilai. Semakin besar nilai penunjuk ini dalam air sumber, semakin banyak bahan organik yang terdapat di dalam air dan semakin serius pencemarannya. Sebagai contoh, oksigen terlarut air sumber biasanya antara 5 dan 10 mg/L. Jika ia turun di bawah 5 mg/L, ia tidak sesuai lagi sebagai sumber air minuman. Apabila oksigen terlarut kurang daripada 1 mg/L, sumber air mungkin mula berbau busuk akibat penguraian bahan organik. Sebagai contoh, apabila BOD air sumber kurang daripada 3 mg/1, kualiti air adalah baik; apabila ia mencapai 7.5 mg/L, kualiti air adalah buruk; apabila ia melebihi 10 mg/L, kualiti air adalah sangat teruk, dan oksigen terlarut dalam air hampir kepada sifar.
② Kepekatan ammonia nitrogen (NH3-N) meningkat.
③ Baunya jelas.
④ Keputusan ujian Ames untuk kemutagenan adalah positif, manakala sumber air dengan kualiti air yang baik harus negatif.
2. Bahaya air tercemar mikro
Isu utama rawatan air tercemar mikro di negara maju adalah untuk membuang bahan pencemar mikro yang terutamanya terdiri daripada karbon organik (AOC) dan ammonia boleh berasimilasi untuk mendapatkan kestabilan biologi air minuman. Kepekatan bahan pencemar di sumber air tercemar mikro negara saya jauh lebih tinggi berbanding bahan pencemar mikro di negara maju. Dari segi kualiti air dalam penyelidikan mengenai rawatan air tercemar mikro di negara saya dalam beberapa tahun kebelakangan ini, petunjuk kualiti air utama Kelas IV dalam "Surface Water Environmental Standard Standard" (GB 3838-2002) biasanya digunakan sebagai standard penilaian, iaitu CODn<8mg/L, Kjeldahl ammonia<2mg/L, and BOD<6mg/1. The properties and hazards of micro-pollutants are summarized as follows.
(1) Bahan organik Bahan organik dalam air tercemar mikro boleh dibahagikan kepada bahan organik semula jadi (NOM) dan bahan organik sintetik (SOC). Bahan organik semulajadi merujuk kepada bahan yang dihasilkan oleh pereputan dan penguraian haiwan dan tumbuhan dalam kitaran semula jadi, juga dikenali sebagai bahan organik yang memakan oksigen; bahan organik sintetik kebanyakannya adalah bahan pencemar organik toksik. Kehadiran bahan organik dalam air menstabilkan zarah, meningkatkan jumlah koagulan dan beban penjerap karbon teraktif. Sesetengah bahan pencemar toksik dan berbahaya bukan sahaja sukar untuk direndahkan, tetapi juga mempunyai bioakumulasi dan kesan "tiga bahaya" (karsinogenik, teratogenik dan mutagenik), yang sangat berbahaya kepada kesihatan awam.
Selain itu, bahan organik larut (DOM) dalam badan air mudah bertindak balas dengan pelbagai oksidan dan pembasmi kuman dalam proses pembersihan air minuman. Tindak balas yang paling biasa adalah dengan klorin cecair untuk membentuk trihalomethanes (THMS), asid haloasettik (HAAS) dan produk sampingan pembasmian kuman halogen lain, yang kebanyakannya telah terbukti menyebabkan kanser pada haiwan eksperimen.
(2) Nitrogen ammonia wujud dalam air dalam bentuk nitrogen organik, ammonia, nitrit dan nitrat. Kadar penyingkiran nitrogen ammonia menggunakan garam aluminium logam sebagai koagulan adalah sangat rendah. Dalam proses loji air dan sistem pengagihan air, kepekatan ammonia sebanyak 0.25 mg/L adalah mencukupi untuk membenarkan bakteria nitrifikasi berkembang. Bahan organik yang dikeluarkan oleh bakteria nitrifikasi dan ammonia akan menyebabkan masalah bau. Ammonia juga menggunakan banyak klorin untuk membentuk chloramines, yang mengurangkan kecekapan pembasmian kuman, dan boleh menghasilkan produk sampingan pembasmian kuman sianogen klorida, menjejaskan kecekapan pengoksidaan bahan organik dalam air. Ammonia teroksida kepada nitrit dan nitrat dalam air. Pengumpulan nitrit menggantikan kedudukan oksigen dalam sel darah merah, akhirnya membawa kepada sesak nafas; kepekatan nitrat yang tinggi boleh menyebabkan keracunan selepas tertelan.
(3) Bau dan rasa: air minuman yang mempunyai bau dan rasa yang kuat masih terasa tidak enak walaupun telah dirawat oleh loji air.
(4) Bahan tiga bahaya: Selepas air minuman dirawat dengan pengklorinan, ia mungkin membentuk bahan "tiga bahaya", yang mengancam kesihatan manusia.
(5) Besi dan mangan: Air minuman dengan kandungan besi dan mangan yang tinggi akan menghasilkan sedimen berwarna coklat kemerahan, yang akan mengotorkan pakaian yang telah dibasuh dan mempunyai rasa logam; selain itu, air dengan kandungan besi dan mangan yang terlalu tinggi terdedah kepada pembiakan bakteria besi dan mangan, paip tersumbat dan menghakis.
(6) Fluorin dan arsenik: Sesetengah sumber air mungkin mengandungi fluorin atau arsenik disebabkan oleh keadaan geologi atau pencemaran industri, dan fluorin dan arsenik boleh menyebabkan penyakit manusia
(7) Toksin alga dan alga: Sesetengah badan air nutrien yang kaya dengan ammonia dan fosforus akan menyebabkan alga tumbuh dengan ganas apabila suhu air sesuai. Toksin alga yang dirembeskan oleh sel alga bukan sahaja menjadikan air berbau, rasa dan loya, tetapi juga beracun. Dalam kes yang teruk, ia tidak boleh diminum atau digunakan sama sekali. Akibat serius dan kesan buruk telah berlaku.
3. Teknologi rawatan mendalam untuk pencemaran mikro air sumber
Teknologi rawatan dalam utama untuk pencemaran mikro air sumber air paip adalah seperti berikut:
3.1. Proses karbon terbioaktif ozon
Prinsip: Proses ini menggabungkan dua teknologi: pengoksidaan ozon dan penjerapan karbon bioaktif. Pertama, bahan organik di dalam air dioksidakan oleh ozon untuk mengurai sebahagian atau menukarnya kepada bahan yang lebih mudah terurai, dan kemudian karbon terbioaktif digunakan untuk mengeluarkan lagi bahan-bahan ini.
Kesan: Rawatan dalam karbon terbioaktif ozon boleh meningkatkan dengan ketara kadar penyingkiran penunjuk seperti indeks permanganat, jumlah karbon organik (TOC) dan UV254, dan juga mempunyai kesan penyingkiran yang baik pada bahan organik berterusan seperti hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH), racun perosak organoklorin (OCPs) dan asid haloacetic (HAAs).
3.2. Proses penapisan nano
Prinsip: Penapisan nano ialah teknologi pemisahan membran dengan julat saiz liang antara membran osmosis songsang dan membran ultraturasan, sesuai untuk mengasingkan molekul organik kecil dengan jisim molekul relatif antara 300 dan 500.
Kesan: Penapisan nano mempunyai kesan penyingkiran yang baik pada penunjuk kualiti air konvensional dan mengesan bahan organik, terutamanya untuk bahan organik dengan jisim molekul relatif yang besar, seperti prekursor produk sampingan pembasmian kuman dan racun perosak organoklorin. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kesan penyingkiran terhad pada hidrokarbon aromatik polisiklik dengan jisim molekul relatif kecil.
3. 3. Pra-ozon + rawatan konvensional + proses karbon aktif ozon-biologi utama
Prinsip: Ini ialah proses rawatan mendalam yang mengintegrasikan pelbagai teknologi, termasuk pengoksidaan pra-ozon, penapisan pemendapan pembekuan konvensional dan rawatan karbon teraktif ozon-biologi utama.
Kesan: Proses ini boleh meningkatkan kadar penyingkiran bahan pencemar dengan ketara seperti CODMn, TOC, UV254, sambil mengurangkan kandungan prekursor hasil sampingan pembasmian kuman (DBPFP) dan meningkatkan kestabilan biologi efluen.
Secara ringkasnya, secara amnya, bagi pencemaran mikro sumber air, jabatan berkaitan perlu mengawal pencemaran sumber air secara berkesan dalam jangka masa panjang dan mengubah keadaan semasa kualiti air yang tidak baik untuk memastikan keselamatan air minuman dan kesihatan rakyat. Bagi teknologi rawatan dalam, setiap kaedah mempunyai kebolehgunaan dan hadnya, dan perlu memilih proses rawatan dalam yang sesuai mengikut kualiti air dan keperluan rawatan tertentu.