李 星 楊艷玲 李圭白
（哈爾濱工業大學 市政環境工程學院）

　　城市飲用水的微生物學安全性，是安全飲用水的首要目標責任制，因為水的微生學安全性不符要求，會導致水介傳染病的爆發，對人們的生命健康構成重大威脅。
　　水介病原微生物有病毒、細菌、原生動物和蘭綠藻四類。在城市自來水廠中，現行的水處理工藝（混凝、沉淀、過濾，可去除絕大部分，殘余的通過氯消毒可得到比較徹底的殺滅。混凝沉淀、過濾和氯消毒是保證處理效果的三級屏障。
　　對于病原病毒，如骨髓灰質炎病毒、甲型肝炎病毒等，由于氯消毒對病毒的滅活效果較差，所以上述水處理工藝的處理效果要比病原菌低。強化混凝、沉淀和過濾是提高效果的有效途徑，因為水中病毒的含量與水的渾濁度相關，強化混凝沉淀和過濾能使濾后水的渾濁度大大降低，如降到0.5NTU以下，則水中病毒的含量將大為減少，再經后續氯消毒，可使病毒得到有效滅活，使飲用水的安全性得到保證。在去除病原病毒過程中，混凝沉淀、過濾和氯消毒也是構成去除和滅活病毒的三級屏障，無凝其中過濾對降低水的混濁度起到特別重要的作用。
　　對于病原原生動，由于氯消毒對痢疾內變形蟲包囊、賈第蟲包囊和隱孢子蟲卵囊等不能有效殺滅，故上述水處理工藝只有混凝沉淀和過濾二級屏障對去除病原原生動物有效，其中過濾是最后一級屏障，起著把關的作用。病原原生動物的致病能力很強，例如據報導，1升飲用水，只要含有1個隱孢子蟲卵囊，就可使人致病。所以，從衛生學觀點出發，對濾池工作時不得泄漏應嚴格要求。
濾池在去除蘭綠藻的水處理工藝中，也起重要作用。
　　我國城市自來水廠中的濾池大都采用固定床向下過濾方式。這種濾池周期性地進行過濾和反沖洗操作，即當過濾相當時后，濾層被截留下來的雜質堵塞，便需對濾層進行反沖洗；濾層經反沖洗將雜質清除后，便可重新進行過濾。濾層反沖洗時，絕大部分雜質污物被反沖洗排出池外，但仍有少量雜質滯留在濾層中，當濾層重新過濾時，滯留的雜質便會隨水流出，致使出水渾濁度較高，這部分水稱為被濾水。由于初濾水含有濾層中的雜質，其中可能有病原原生動物的包囊和卵囊，所以初濾水在衛生學上是不安全的。初濾水一般持續20-30分鐘后，濾池出水濁度便可降至目標值。圖1為濾池出水濁度在一個過濾周期里的變化情況。由圖可見，濾池出水濁度在初濾水后可持續很低的數值，直到濾層被濁質穿透。這時出水濁度開始升高，表明出水衛生安全性降低，濾池應結束過濾進行反沖洗。

　　隨著我國社會經濟的發展，人們對飲水衛生安全性的要求愈來愈高，所以有必要從飲水衛生安全性的角度對濾池型式和操作方式重新進行評價。
　　首通快濾池的出水管上一般設有排放濾水的管道，傳統的操作程序是濾池反沖洗后恢復過濾時，先排放被濾水，等初濾水濁度降至目標值時，再關閉初濾水閥門，同時打開清水管閥門，使出水流入清水池。但在上世紀50-60年代，為了節水，大多數水廠不再排放初濾水，而使初濾水也流入清水池，與池水混合，由于初濾水量只占過濾總量的數十分之一，所以混合后的水的濁度一般不會超標，由于當時人們關注的水質指標主要是大腸桿菌指數，總細菌數以及濁度（其它水質指標一般都能符合標準要求），在這些指標符合標準的情況下便認為飲水是足夠安全的。這種“節水”經驗推廣以后，有的水廠在新建濾時甚至將初濾水管取消。但是，自從病毒及病原生動物的消毒問題提出以后，對以降低飲水衛生安全性為代價的不排放初濾水的“節水”措施，便有質疑的必要了。
目前，以替代水質指標——濁度作為判定水中懸浮物的主要參數，其實這是不完善的，因為濁度的測定與很多因素有關，濁度的檢測原理，濁度儀的工作原理，濁度儀的光源，濁度儀的檢測極限，膠體和懸浮顆粒的粒徑分布等都對測得的濁度值產生重大影響。
大多數濁度儀能夠有效檢測由膠體粒徑范圍的顆粒（主要為小于1μm）所產生的濁度，而對于粒徑較大的懸浮顆粒（主要為大于1μm），其檢測靈敏度則隨著顆粒粒徑的增加而明顯下降，對濁度值的貢獻明顯減小，此時濁度值已不能準確反映出水中顆粒物質的含量。較大顆粒在顆粒物質含量中所占的重量要遠大于小顆粒的；盡管大顆粒比較容易去除，但少量大顆粒的存在就會使水中顆粒物質含量發生很大變化。
　　濁度儀的種類和型號，以及待測定懸浮顆粒的特性對測得的濁度值都會產生極大影響。圖2所示的結果是采用濃度相同（均為1mg/L），但顆粒粒徑從0.25μm——到6μm的一系列乳膠懸浮液標準樣品，每次使用一種單一粒徑的懸浮液，用美國HACH公司的兩種型號濁度儀進行測定的結果。一種是基于測定90°角散射光的2100A型濁度儀，另一種是比例濁度儀（43900/XR型），其濁度輸出值是基于測定的90°角散射光與測定的向前散射光和透射光的加權和的比值。這兩種濁度儀分別用相同的濁度標準液（9和18NTU）進行了標定。由圖可見，比例濁度儀的測定值遠高于2100A型散射濁度儀的。當顆粒粒徑大于約1μm時，兩種型號濁度儀測定的濁度值都明顯地低于顆粒粒徑小于約1μm時的結果；對于更大粒徑的顆粒，測得的濁度值更小。

　　以上的現象表明，懸浮液所產生的濁度值與顆粒粒徑有很大的關系。由于顆粒粒徑的不同所產生的濁度值的差異是非常大的，因此用濁度測定法很難反映出懸浮液含有的顆粒物質的實際情況。
　　對于濁度很低的處理后水，可認為已在很大程度上去除了原水中的顆粒污染物，病原微生物也同樣被大部分去除。但經常可在飲用水中檢測到少數具有抗藥性的微生物，如賈第蟲和隱孢子蟲等；由于這些微生物直徑在幾個微生物，如賈第蟲和隱孢子蟲等；由于這些微生物直徑在幾個微米，對于含有一定膠體顆粒物質的水，它們將不會對濁度產生較大影響，所以，非常低的濁度值可能不意味著處理后的水不存在這樣的微生物。基于同樣的原因，非常低的濁度值，也許不是飲水衛生安全性的可靠保證。
筆者認為，為提高飲水衛生安全性，在操作上應恢復對初濾水的排放。為了節水，可將初濾水回收，送到投藥前或濾前重新處理。
有一類濾池，例如無閥濾池、單向濾池、虹吸濾池、移動罩濾池等，在工藝上就沒有排放初濾水的設施和步驟，應該認為在飲水衛生安全性上是有缺陷的。這類濾池用作工業用水處理比較合適。
　　還有一類濾池，如雙閥濾池、V型濾池等，主要是由普通快濾池演變出來的，雖然它們一般不設排放初濾水的管道，在運行中也不排放初濾水，但易于對其進行改造，即在出水管上增設初濾水排放管，并在自控程序中增加排放初濾水的操作步驟，就能提高過濾水的衛生安全性。
　　飲水水質問題現已成為社會的一個“熱點”，城市水工業也將水質作為發展的中心課題，從飲水衛生安全性的角度去考慮和評價水處理工藝技術，對城市給水處理的發展應是有意義的。

參考文獻

　　1、許保玖，《給水處理理論》，中國建筑工業出版社，2000年。
　　2、Gregory, J. "A Simple Particle Monitor for Low-turbidity Waters", AWWA Water Quality Technology Conference, 1988.
　　3、李虹、李星等，“渾濁度及其測定和度量”，《給水排水》， VOL.19, NO.11,1993年。