饮用水中碳酸氢根的意义和控制目标探讨

刘 成,徐文蕙,周卫东,范 佩,周克梅,李长庚,单铭港,陈 卫

(1.河海大学环境学院,江苏南京 210098;2.南京水务集团有限公司,江苏南京 210091)

1.1 水中的来源

图1 天然水体缓冲体系形成及缓冲过程

图2 我国部分水源水中阴离子当量浓度分布

(1)

(2)

图3 管道内壁腐蚀与结垢

由于管道内腐蚀和结垢过程复杂,产物种类繁多,通常将管内壁由腐蚀和结垢过程生成的黄褐色、多孔、凹凸不平的锈蚀物(主要是氧化铁和氢氧化铁)、层状堆积物(如CaCO3、水中的胶体颗粒等)和黏垢(生物膜)相互结合成的复合体均统称为管垢[15]。附着在管道上的管垢会引起浑浊度增加、余氯和溶解氧锐减以及重金属的富集,影响管网末端水质。其中,重金属富集具体体现为Cu、Ni、As、Cr、Cd、Pb等物质的大量累积,富集浓度甚至超过水源水体中相应浓度多个数量级[16]。此外,管垢层还会成为污染物累积和微生物生长繁殖的场所。当管道管垢层较厚时,水中的丝状铁细菌可依靠铁盐的氧化而附着于管内壁,形成一种密集的锈瘤,同时产生黄褐色的絮状物,这种铁细菌还可以将硫酸盐还原成硫酸铁,几乎覆盖整个管壁,导致管道腐蚀加剧[17-19]。

2.2 饮用水水质稳定性的调控

图对维持人体机能的作用

图对饮用水“水垢”生成的影响

注:总硬度均为200 mg/L。

3.1 混凝效果及成分残留

[Al(H2O)6]3+=[Al(OH)(H2O)5]2++H+

(3)

[Al(OH)(H2O)5]2+=[Al(OH)2(H2O)4]++H+

(4)

[Al(OH)2(H2O)4]+=[Al(OH)3(H2O)3]↓+H+

(5)

(6)

3.2 消毒过程

3.3 活性炭工艺

3.4 反渗透(RO)工艺

3.5 生物砂滤池去除氨氮

砂滤池生物膜的硝化作用对水中的氨氮有去除作用,此过程主要由氨氧化菌和亚硝酸菌氧化菌共同作用完成,反应如式(7)～式(8)。

(7)

(8)

合并后如式(9)。

(9)

3.6 磁软化过程

4 饮用水中的意义和控制目标探讨

图7 影响控制的关键因素关系