„Микро-загађење“ је термин за третман воде који се у мојој земљи појављује тек последњих година. Микро-загађени извори воде се односе на воду чији физички, хемијски и микробиолошки показатељи више не могу да испуњавају услове квалитета воде „Стандарда квалитета животне средине површинских вода“ као извор воде за пиће. Међутим, када људи спомену реч микро-загађење, не знају који су специфични појединачни показатељи загађивача у водном телу. То је веома општи концепт. Микрозагађујуће материје обухватају следеће: замућеност, боју, мирис, сулфид, оксиде азота, штетне и токсичне материје [као што су тешки метали (жива, манган, хром, олово, арсен, итд.)], патогени микроорганизми итд. премашио стандард, али се у већини случајева ради о изворима воде који су микро-загађени органском материјом. Феномен микро-загађења у водним тијелима изазвао је велике потешкоће у избору процеса пречишћавања воде за пиће.
1. Карактеристике квалитета воде микро-загађених изворишта последњих година
① Свеобухватни индикатори органске материје, као што су ЦОД, БПК, ТОЦ, итд., повећавају вредност. Што су веће вредности ових индикатора у изворишној води, то је више органске материје у води и загађење је озбиљније. На пример, растворени кисеоник изворне воде је углавном између 5 и 10 мг/Л. Ако падне испод 5 мг/Л, више није погодан као извор воде за пиће. Када је растворени кисеоник мањи од 1 мг/Л, изворна вода може почети да смрди због распадања органске материје. На пример, када је БПК изворске воде мањи од 3 мг/1, квалитет воде је добар; када достигне 7,5 мг/Л, квалитет воде је лош; када пређе 10 мг/Л, квалитет воде је изузетно лош, а растворени кисеоник у води је близу нуле.
② Повећава се концентрација амонијачног азота (НХ3-Н).
③ Мирис је очигледан.
④ Резултат Амесовог теста на мутагеност је позитиван, док извор воде са добрим квалитетом воде треба да буде негативан.
2. Опасности од микро-загађене воде
Централно питање третмана микро-загађене воде у развијеним земљама је уклањање микро-загађивача који се углавном састоје од асимилабилног органског угљеника (АОЦ) и амонијака како би се постигла биолошка стабилност воде за пиће. Концентрација загађивача у микро-загађеним изворима воде у мојој земљи је много већа од концентрације микро-загађивача у развијеним земљама. Што се тиче квалитета воде у истраживању микро-загађене воде у мојој земљи последњих година, главни индикатори квалитета воде класе ИВ у „Стандарду квалитета животне средине површинских вода“ (ГБ 3838-2002) се обично користе као стандард евалуације, односно ЦОДн<8mg/L, Kjeldahl ammonia<2mg/L, and BOD<6mg/1. The properties and hazards of micro-pollutants are summarized as follows.
(1) Органске материје Органске материје у микро-загађеној води могу се поделити на природне органске материје (НОМ) и синтетичке органске материје (СОЦ). Природна органска материја се односи на супстанце настале распадањем и разградњом животиња и биљака у природном циклусу, такође познате као органска материја која троши кисеоник; синтетичке органске материје су углавном токсични органски загађивачи. Присуство органске материје у води стабилизује честице, повећава количину коагуланта и оптерећење адсорбера активног угља. Неки токсични и штетни загађивачи не само да се тешко разграђују, већ имају и биоакумулацију и „триопасна“ дејства (канцерогена, тератогена и мутагена) која су веома штетна по јавно здравље.
Поред тога, растворљива органска материја (ДОМ) у водним тијелима лако реагује са различитим оксидансима и дезинфекционим средствима у процесу пречишћавања воде за пиће. Најчешћа реакција је са течним хлором да би се формирали трихалометани (ТХМС), халосирћетне киселине (ХААС) и други халогенизовани нуспроизводи дезинфекције, од којих се показало да већина изазива рак код експерименталних животиња.
(2) Азотни амонијак постоји у води у облику органског азота, амонијака, нитрита и нитрата. Брзина уклањања амонијачног азота коришћењем соли метала алуминијума као коагуланса је веома ниска. У процесу постројења за воду и систему за дистрибуцију воде, концентрација амонијака од 0.25 мг/Л је довољна да омогући раст нитрификујућих бактерија. Органска материја коју ослобађају нитрификујуће бактерије и амонијак ће изазвати проблеме са мирисом. Амонијак такође троши много хлора за формирање хлорамина, што смањује ефикасност дезинфекције и може да генерише нуспроизводе дезинфекције цијаноген хлоридом, утичући на ефикасност оксидације органске материје у води. Амонијак се у води оксидира до нитрита и нитрата. Акумулација нитрита замењује положај кисеоника у црвеним крвним зрнцима, што на крају доводи до гушења; високе концентрације нитрата могу изазвати тровање након гутања.
(3) Мирис и укус: вода за пиће са јаким мирисом и укусом и даље је лошег укуса чак и након што је третира водена биљка.
(4) Супстанце са три опасности: Након што се вода за пиће третира хлорисањем, може да формира супстанце „три опасности“, које угрожавају здравље људи.
(5) Гвожђе и манган: Вода за пиће са високим садржајем гвожђа и мангана производиће црвенкасто-браон седименте, који ће запрљати опрану одећу и имати метални укус; поред тога, вода са превисоким садржајем гвожђа и мангана је склона пролиферацији гвожђа и манганских бактерија, зачепљивању и кородирању цеви.
(6) Флуор и арсен: Неки извори воде могу садржати флуор или арсен због геолошких услова или индустријског загађења, а флуор и арсен могу изазвати болести људи
(7) Алге и токсини алги: Нека хранљива водена тела богата амонијаком и фосфором изазивају насилан раст алги када је температура воде одговарајућа. Токсини алги које луче ћелије алги не само да чине воду мирисом, укусом и мучнином, већ су и токсични. У тешким случајевима, не може се пити или користити уопште. Наступиле су озбиљне последице и штетни ефекти.
3. Технологија дубинског третмана микро-загађења изворске воде
Главне технологије дубоког третмана за микро-загађење воде из водовода су следеће:
3.1. Процес биоактивираног угља озоном
Принцип: Овај процес комбинује две технологије: оксидацију озона и адсорпцију биоактивног угља. Прво се органска материја у води оксидише озоном да би се делимично разградила или претворила у лакше разградиве супстанце, а затим се биоактивни угаљ користи за даље уклањање ових супстанци.
Ефекат: Дубински третман биоактивираним угљем озоном може значајно побољшати брзину уклањања индикатора као што су индекс перманганата, укупни органски угљеник (ТОЦ) и УВ254, а такође има добар ефекат уклањања упорних органских материја као што су полициклични ароматични угљоводоници (ПАХ), органохлорних пестицида (ОЦП) и халосирћетне киселине (ХАА).
3.2. Процес нанофилтрације
Принцип: Нанофилтрација је технологија мембранског одвајања са распоном величине пора између мембране реверзне осмозе и мембране за ултрафилтрацију, погодна за одвајање малих органских молекула са релативном молекулском масом између 300 и 500.
Ефекат: Нанофилтрација има добар ефекат уклањања на конвенционалне индикаторе квалитета воде и органске материје у траговима, посебно за органске материје са великом релативном молекулском масом, као што су прекурсори нуспроизвода дезинфекције и органохлорни пестициди. Међутим, има ограничени ефекат уклањања на полицикличне ароматичне угљоводонике са малом релативном молекулском масом.
3. 3. Пре-озон + конвенционални третман + главни озон-биолошки процес активног угља
Принцип: Ово је процес дубоког третмана који интегрише више технологија, укључујући оксидацију пре озона, конвенционалну коагулациону седиментациону филтрацију и главни третман озоном биолошким активним угљем.
Ефекат: Овај процес може значајно побољшати брзину уклањања загађивача као што су ЦОДМн, ТОЦ, УВ254, док истовремено смањује садржај прекурсора нуспроизвода дезинфекције (ДБПФП) и побољшава биолошку стабилност ефлуента.
Укратко, генерално, за микро-загађење изворишне воде, релевантна одељења треба да ефикасно контролишу загађење извора воде на дужи рок и промене тренутну ситуацију лошег квалитета воде како би се обезбедила безбедност воде за пиће и здравље људи. Што се тиче технологије дубинског третмана, свака метода има своју применљивост и ограничења, те је неопходно одабрати одговарајући процес дубинског третмана у складу са специфичним захтевима квалитета и третмана воде.