前言 

陳國光，上海市供水調(diào)度監(jiān)測中心教授級高級工程師，早年奮戰(zhàn)在供水行業(yè)科研和運行前線，積累了豐富的理論和實踐經(jīng)驗。隨后陳教授作為有關(guān)部門從事水質(zhì)檢測和監(jiān)管工作，對上海自來水的水質(zhì)保障做出了突出的貢獻。經(jīng)過數(shù)十年的積累，陳教授對于水廠的運行和管理已然形成了一套獨到的經(jīng)驗和觀點，并提出了“以前是宏觀治水，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)是微觀治水”的精細化水廠運行管理觀點。經(jīng)陳教授口述，《凈水技術(shù)》雜志社將大量寶貴的干貨分篇后，借此系列文與廣大供水同行分享。

水廠的深度處理工藝，目前主流的工藝選擇為臭氧-活性炭工藝。從原理上講，臭氧的投加起到氧化作用，將大分子難降解有機物分解為小分子有機物，便于后續(xù)活性炭工藝的吸附和生物降解。

那么，臭氧在深度工藝中，真正的作用是什么？

陳教授：臭氧主要作用于原水中的致嗅物質(zhì)、蛋白胺、有機胺、鍵行不飽和化合物、芳香族及部分合成有機物。主要起到兩大作用：一是將難降解有機物氧化為可生物降解有機物，二是將大分子有機物分解為小分子有機物。從臭氧氧化的機理看，分為直接氧化，和·OH自由基氧化兩類，其中直接氧化速度較慢，但具有較強選擇性，而·OH自由基氧化速度快，卻不具選擇性。

那對于臭氧投加而言，是否越多越好？

陳教授：受限于工程經(jīng)濟型的考慮，臭氧當(dāng)然不可能無限制投加。在有限量投加的范圍內(nèi)，不可能一步到位實現(xiàn)將所有有機污染物氧化為CO2，因此，臭氧氧化的目的主要還是將大分子有機物分解為小分子，便于后續(xù)生物活性炭工藝的運行。而且，臭氧氧化的過程中，同時也會對無機化合物起作用，例如，可以將二價的鐵、錳氧化成三價的鐵和高價的錳，也可以將氨氮、亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽。特別是可以將溴離子氧化為溴酸鹽。溴酸鹽是一種已知高消毒副產(chǎn)物，所以有限量的臭氧投加同樣需要考慮到消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生風(fēng)險。從工藝運行的角度，臭氧氧化的效果和途徑，與有機物性質(zhì)、水體pH值、堿度、所投加的臭氧濃度均有關(guān)系，需要綜合考慮上述情況，并結(jié)合經(jīng)濟性，來摸索合適的投加量。

水廠在臭氧投加時，除了比較常見的后臭氧投加，也運用了預(yù)臭氧投加手段，預(yù)臭氧的目的是什么？

陳教授：預(yù)臭氧的主要目的是助凝和降色（除鐵錳），特別對于藻類、嗅味問題比較突出的原水，預(yù)臭氧的效果較好。但也并非預(yù)臭氧加注量越大越好。對于混凝工藝而言，大分子的物質(zhì)更易于被混凝沉淀，按照經(jīng)驗，混凝沉淀工藝本身就可以除去水體中30%~40%左右的COD和TOC，但如果過度的預(yù)臭氧，使原水中大分子物分解為了小分子物，則反而降低了混凝沉淀工藝的效果，給后續(xù)工藝帶來了負擔(dān)。所以，預(yù)臭氧，和后臭氧，其目的性是有差別的，并不是簡單的工藝順序上的變化。但從實際運行情況來看，分兩段加臭氧，效果比一次加臭氧的效果要好。

以上海為例長江水源的水廠，由于原水中有機物還原物質(zhì)較少，一般預(yù)臭氧加注量0.6mg/L即可達到效果，對于黃浦江水源的水廠，由于原水中有機物還原物質(zhì)相對較多，一般預(yù)臭氧加注量可考慮0.8~1.2mg/L左右，如果藻類、嗅味問題突出可酌情再行加量，且要遵循“冬少夏多”的原則，夏季應(yīng)考慮酌情增加投加量。

很多水司關(guān)于如何確定臭氧投加量這個問題非常關(guān)切，有什么參考的經(jīng)驗嗎？

陳教授：關(guān)于臭氧投加，我的觀點時“不講加注量，只關(guān)注余臭氧量”。我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，都是給我們提供一個參考值，例如什么情況的原水水質(zhì)應(yīng)該加注多少臭氧。但實踐中，由于受到原水水質(zhì)波動、工藝運行情況等因素干擾，實際情況往往會偏離理論值，所以需要通過其他的方式來進行判斷。上面所談到的余臭氧，是指進入生物活性炭濾池前的水中的臭氧濃度，由于臭氧是強氧化物質(zhì)，可以殺滅微生物。如果進入生物炭濾池的臭氧濃度過高，則可能破壞生物活性炭濾池中的生物膜，影響生物炭濾池的生物降解功能，如果臭氧濃度過低，對水中大分子有機物的分解還不充分，使可被生物降解的有機物減少，影響生物膜的生長，使炭濾池壽命簡短。根據(jù)多年運行經(jīng)驗，我認為余臭氧量（進入生物活性炭濾池前）應(yīng)控制在0.2mg/L左右，且相對穩(wěn)定較為適合，相應(yīng)的加注量就應(yīng)當(dāng)根據(jù)這個目標(biāo)值，并結(jié)合當(dāng)時的原水情況、氣候情況等因素來進行控制。

綜上，陳教授就深度處理工藝中臭氧部分的一些觀點和看法進行了梳理和分享，提出了以余臭氧控制為目標(biāo)決定臭氧加注量的目標(biāo)導(dǎo)向思路。陳教授建議，對于不同水源的水廠，都應(yīng)當(dāng)建立不同深度處理工藝的運行參數(shù)和作業(yè)指導(dǎo)規(guī)程。只有準(zhǔn)確掌握臭氧投加量，并高水平維護生物炭濾池運行，才能確保和提高供水水質(zhì)。