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上海純水設(shè)備解讀:飲用水中HCO3-含量的適宜控制目標(biāo)

2023/9/13 16:21:51      點(diǎn)擊:

上海水處理設(shè)備網(wǎng)straitstimes.cn據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),天然水體中的HCO3-質(zhì)量濃度一般為100400mg/L,其中華北地區(qū)、東北地區(qū)和華南地區(qū)的大部分飲用水中HCO3-含量較低,而西南地區(qū)、西北地區(qū)局部地區(qū)飲用水中HCO3-含量較高,寧夏等地區(qū)的局部地下水中HCO3-質(zhì)量濃度甚至超越400mg/L,而其含量對(duì)水的類(lèi)型劃分、使用用途及其處置過(guò)程均有一定的影響。水的自然循環(huán)過(guò)程中,HCO3-對(duì)調(diào)控碳在生物圈、巖石圈、大氣圈和海洋圈之間的流動(dòng),以及維持水體的pH保證水生動(dòng)植物正常生長(zhǎng)具有重要的意義。水的社會(huì)循環(huán)過(guò)程中,HCO3-則直接影響供水管道的腐蝕和結(jié)垢、典型水處置工藝凈化效能及飲用水水質(zhì)健康性。近年來(lái),優(yōu)質(zhì)水以及高品質(zhì)水的概念在飲用水處置領(lǐng)域廣受關(guān)注,即在保證水質(zhì)合格、平安的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提升水的健康性、便當(dāng)性以及口感等,而這與HCO3-也有一定的關(guān)聯(lián)。但《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》GB57492022中未對(duì)水中HCO3-提出限值要求,且目前針對(duì)HCO3-對(duì)于飲用水水質(zhì)穩(wěn)定性、水質(zhì)健康性及其處理、輸送的影響和意義的系統(tǒng)論述尚需進(jìn)一步完善。因此,本文將在分析水中HCO3-來(lái)源基礎(chǔ)上,系統(tǒng)論述其對(duì)飲用水水質(zhì)、處置過(guò)程及其輸送過(guò)程的意義,并初步探討飲用水中HCO3-含量的適宜控制目標(biāo)。

一、水中HCO3-來(lái)源及存在形式

1.1水中HCO3-來(lái)源

天然水體中存在著大量的碳元素,除少局部以有機(jī)態(tài)存在外,大多數(shù)以溶解在水中的CO2H2CO3HCO3-CO32-等無(wú)機(jī)態(tài)存在,且各無(wú)機(jī)形態(tài)的比例與水的pH直接相關(guān)。上海實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備天然水的pH值一般為6.58.5,水體中的碳酸化合物主要以碳酸氫鹽的形式存在天然水體中的HCO3-主要來(lái)源(圖1包括:①大氣中的CO2溶解于水體中;②水生動(dòng)物和植物新陳代謝發(fā)生的CO2溶解于水體中;③巖石及土壤中的碳酸鹽被溶解進(jìn)入水體;④動(dòng)物的排泄物、腐敗的有機(jī)物或工業(yè)排水中含有的HCO3-進(jìn)入水體。因此,水體中HCO3-含量與降雨、蒸發(fā)、淡水輸入、海冰融化、人類(lèi)生產(chǎn)生活等密切相關(guān)。而全球CO2水平的升高將會(huì)導(dǎo)致水體中溶解性CO2濃度增加,HCO3-含量升高,進(jìn)而對(duì)水生生物的新陳代謝發(fā)生影響。國(guó)內(nèi) 60個(gè)水廠(chǎng)(地表水廠(chǎng)和地下水廠(chǎng)各30個(gè))水源水中陰離子當(dāng)量濃度的組成比例的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖2標(biāo)明,大部分地區(qū)地下水源水和地表水源水離子組成比例相近,HCO3-為主要的陰離子之一。需注意的,鹽堿水的緩沖能力較差,大都具有 pH高HCO3-占比較低的特點(diǎn)。此外,造紙、印染、化工、電鍍等行業(yè)排放的廢水及農(nóng)業(yè)面源污染都會(huì)對(duì)水中HCO3-含量發(fā)生影響。目前我國(guó)許多地區(qū)由于地下水資源過(guò)度開(kāi)采,水中鈣硬度和堿度(HCO3-也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

1天然水體緩沖體系形成及緩沖過(guò)程

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

2國(guó)局部水源水中陰離子當(dāng)量濃度分布

1.2HCO3-水中的轉(zhuǎn)化及基本作用

HCO3-對(duì)維持水體pH穩(wěn)定具有重要的意義。天然水體正常pH范圍內(nèi),其酸-堿緩沖容量的95%來(lái)自于CO2-碳酸鹽體系,且HCO3-及其共軛酸堿含量越高,水體自身的緩沖能力越強(qiáng)。作為兩性物質(zhì),HCO3-可根據(jù)水中H+OH-含量變化自動(dòng)調(diào)整離解反應(yīng)的方向[圖1式(1]

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

1

此外,與HCO3-相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)對(duì)維持水中CO2平衡也具有重要的意義,其作用過(guò)程為如式(2

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2

因此,作為水源水中含量較高的典型陰離子,HCO3-對(duì)于維持水體pH及水中CO2含量具有重要的作用。

二、HCO3-對(duì)水質(zhì)穩(wěn)定性及品質(zhì)的影響

2.1HCO3-與飲用水水質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系

水質(zhì)穩(wěn)定性是近年來(lái)飲用水領(lǐng)域關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)之一,對(duì)于管網(wǎng)自身和管網(wǎng)輸送過(guò)程中的水質(zhì)具有重要的意義,水質(zhì)穩(wěn)定性較差會(huì)直接導(dǎo)致飲用水輸送過(guò)程中管道的腐蝕或管壁上的結(jié)垢(圖3通常用Langeli飽和指數(shù)(LSI和Ryznar穩(wěn)定指數(shù)(RSI來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)穩(wěn)定性,兩個(gè)指數(shù)核定過(guò)程中,飽和pHpH計(jì)算至關(guān)重要,其數(shù)值與總堿度、pH鈣硬度和總?cè)芙夤腆w直接相關(guān)。上海實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備因此,HCO3-影響水體水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的重要指標(biāo),其含量直接決定飲用水對(duì)管網(wǎng)的腐蝕或結(jié)垢傾向。

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3管道內(nèi)壁腐蝕與結(jié)垢

一般認(rèn)為,當(dāng)HCO3-質(zhì)量濃度低于80mg/L時(shí),水體具有腐蝕傾向,輸送過(guò)程中會(huì)侵蝕金屬管道內(nèi)壁、管道水泥砂漿內(nèi)襯、非金屬維護(hù)層和非金屬管材等,造成管道使用壽命的縮短、管道的漏損。HCO3-含量較低導(dǎo)致管道腐蝕的現(xiàn)象易出現(xiàn)在海水淡化出水、南方局部水源以及少量南水北調(diào)水源調(diào)換的過(guò)程中。針對(duì)HCO3-含量極低的海水淡化出水,補(bǔ)充適量的HCO3-有利于堅(jiān)持其水質(zhì)穩(wěn)定性、維持管網(wǎng)輸送過(guò)程中水質(zhì)的平安。HCO3-含量升高可增強(qiáng)水體緩沖能力、降低腐蝕速率,一般認(rèn)為:HCO3-質(zhì)量濃度低于50mg/L時(shí),LSI一般小于0,水體具有較強(qiáng)的腐蝕性;增加HCO3-質(zhì)量濃度為 100150200mg/L時(shí),LSI逐步增大,腐蝕性減弱;當(dāng)HCO3-質(zhì)量濃度高于300mg/L時(shí),水體有明顯的結(jié)垢傾向,此時(shí)供水管道外表形成CaCO3附著層,導(dǎo)致管道有效過(guò)流面積減少、水流動(dòng)阻力增加、供水能耗增大。這與“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)相悖,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使管道完全堵塞,造成爆管事故。

由于管道內(nèi)腐蝕和結(jié)垢過(guò)程復(fù)雜,產(chǎn)物種類(lèi)繁多,通常將管內(nèi)壁由腐蝕和結(jié)垢過(guò)程生成的黃褐色、多孔、凹凸不平的銹蝕物(主要是氧化鐵和氫氧化鐵)層狀堆積物(如CaCO3水中的膠體顆粒等)和黏垢(生物膜)相互結(jié)合成的復(fù)合體均統(tǒng)稱(chēng)為管垢。附著在管道上的管垢會(huì)引起渾濁度增加、余氯和溶解氧銳減以及重金屬的富集,影響管網(wǎng)末端水質(zhì)。其中,重金屬富集具體體現(xiàn)為CuNiAsCrCdPb等物質(zhì)的大量累積,富集濃度甚至超越水源水體中相應(yīng)濃度多個(gè)數(shù)量級(jí)。此外,管垢層還會(huì)成為污染物累積和微生物生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所。當(dāng)管道管垢層較厚時(shí),水中的絲狀鐵細(xì)菌可依靠鐵鹽的氧化而附著于管內(nèi)壁,形成一種密集的銹瘤,同時(shí)發(fā)生黃褐色的絮狀物,這種鐵細(xì)菌還可以將硫酸鹽還原成硫酸鐵,幾乎覆蓋整個(gè)管壁,導(dǎo)致管道腐蝕加劇。

2.2飲用水水質(zhì)穩(wěn)定的調(diào)控

根據(jù)影響水質(zhì)穩(wěn)定性的主要因素可以看出,通過(guò)調(diào)整飲用水的關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)可以改變其水質(zhì)穩(wěn)定性、保證管網(wǎng)輸送平安。結(jié)合水中物質(zhì)對(duì)飲用水平安和健康的影響,調(diào)整HCO3-含量可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定性?xún)?yōu)化和飲用水健康、平安、舒適的雙重目標(biāo)。

基于以往針對(duì)飲用水中HCO3-與其腐蝕、結(jié)垢傾向間的研究結(jié)果,可以初步認(rèn)為水中HCO3-質(zhì)量濃度為80300mg/L可以保證其水質(zhì)穩(wěn)定性。適當(dāng)增加HCO3-含量可有效緩解水體酸堿度的突變和輸水管道中鐵的釋放,同時(shí)不會(huì)造成管道呈現(xiàn)明顯結(jié)垢現(xiàn)象。增加HCO3-含量可通過(guò)投加少量堿、提高pH方式,特定情況下也可通過(guò)與氣體CO2組合投加來(lái)實(shí)現(xiàn)HCO3-和堿度的同步增加。

2.3HCO3-與優(yōu)質(zhì)飲用水供給的關(guān)系

優(yōu)質(zhì)飲用水的供給是近年來(lái)人們關(guān)注的熱點(diǎn),關(guān)系到人民生活質(zhì)量和幸福感。優(yōu)質(zhì)飲用水目前尚沒(méi)有完全統(tǒng)一的界定,一般指在滿(mǎn)足現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》GB57492022合格水”基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升水質(zhì),以更好地提升其安全性、舒適性和對(duì)人體健康的影響,而HCO3-與飲用水對(duì)人體的健康及舒適性也具有一定的關(guān)聯(lián)。

2.3.1HCO3-對(duì)水質(zhì)健康性的影響

飲用水的衛(wèi)生平安與健康效應(yīng)是人們所關(guān)注的主要方面。HCO3-作為胃液和腸液的正常分泌組分可被人體高效吸收,其含量直接影響人體健康。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)水中的HCO3-除具有維持人體酸堿平衡外,還有以下益處(圖4:①提升血液pH,緩解代謝性酸負(fù)荷,這也是水中HCO3-益于人體健康的基礎(chǔ);②在正常血壓區(qū)間內(nèi)降低收縮壓以及下調(diào)血壓升高因子醛固酮和腎素的水平,上海實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備通過(guò)減少低密度和極低密度脂蛋白膽固醇水平,提升高密度脂蛋白膽固醇水平,改善血脂譜分布,有助于預(yù)防心腦血管疾病;③改善機(jī)體糖代謝,提高糖耐量加強(qiáng)胰島素,降低餐后血糖,有助于預(yù)防糖尿病,患者臨時(shí)飲用高HCO3-含量的飲用水(蘇打水)會(huì)導(dǎo)致血壓、血脂不同水平下降,且可消除高脂血癥;④降低甲狀旁腺激素(PTH和C肽,降低成年女性破骨細(xì)胞活性,富含碳酸氫鹽和鈣的堿礦泉水能減少骨質(zhì)流失;⑤減輕十二指腸運(yùn)動(dòng)的潛在功能障礙、增強(qiáng)胃排空率、明顯增強(qiáng)胃酸和胃蛋白酶原分泌,改善消化系統(tǒng)功能,中和過(guò)多的胃酸、增加胰腺分泌、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、改善便秘等;⑥堿化尿液,維持尿pH值在6.26.9,提高尿酸的溶解度,防止尿酸鹽沉積,預(yù)防腎臟及尿路結(jié)石的發(fā)生;⑦減少乳酸、抗疲勞、減輕血液黏稠,可中和大量運(yùn)動(dòng)后人體肌肉產(chǎn)生的大量乳酸,起到緩解肌肉酸痛的作用;⑧飲用水中存在適量的HCO3-有利于人體對(duì) CaMg吸收及利用。

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

4HCO3-對(duì)維持人體機(jī)能的作用

需要特別注意的,臨時(shí)飲用HCO3-含量較高的水會(huì)呈現(xiàn)胃酸缺乏、噯氣、食欲不振、腹脹、消化吸收障礙等不良反應(yīng)。

2.3.2HCO3-對(duì)飲用水口感的影響

飲用水的口感是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo),而HCO3-含量對(duì)飲用水的口感具有一定的影響。一般來(lái)說(shuō),水中HCO3-會(huì)使水口味偏甜,適量的HCO3-含量有利于提升水的口感,使水質(zhì)潤(rùn)滑可口;過(guò)量的HCO3-則使水飲用時(shí)有黏稠感,飲用后會(huì)呈現(xiàn)疑惑渴的感覺(jué)。HCO3-對(duì)水口感的影響不只與其自身含量有關(guān),還和Ca2+Mg2+與HCO3-比例有關(guān):①當(dāng)HCO3-含量>Ca2+Mg2+含量時(shí),不只水的口感較好,還有一定的甜味;②當(dāng)HCO3-含量

2.3.3HCO3-對(duì)飲用水“水垢”生成及控制的影響

飲用水使用過(guò)程中的水垢”問(wèn)題是近年來(lái)水廠(chǎng)被投訴較多的水質(zhì)問(wèn)題之一,HCO3-生成“水垢”主要物質(zhì)基礎(chǔ)。水中碳酸鹽“水垢”生成過(guò)程如圖5所示:當(dāng)水中的Ca2+Mg2+與HCO3-含量較高時(shí),水在煮沸過(guò)程中CO2由水中溢出,水中溶解性無(wú)機(jī)鹽離子之間的穩(wěn)定狀態(tài)被打破,Ca2+Mg2+與CO32-離子積超過(guò)了CaCO3溶度積后便形成了CaCO3沉淀,即“水垢”主要成分。

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5HCO3-對(duì)飲用水“水垢”生成的影響

高硬度飲用水“水垢”控制與水中HCO3-含量有關(guān)(圖6,根據(jù)水源水中HCO3-含量的差別,可以分為2類(lèi)水質(zhì)特征差別明顯的水源:①HCO3-含量較高且碳酸鹽硬度占總硬度50%以上時(shí),針對(duì)此類(lèi)水源水主要考慮總硬度和HCO3-含量的降低,一般將總硬度(主體是碳酸鹽硬度)降低 30%40%即可解決“水垢”問(wèn)題;②HCO3-含量低且非碳酸鹽硬度占總硬度 50%以上時(shí),針對(duì)此類(lèi)水源水需要同步考慮總硬度、硫酸鹽、Cl-及其他復(fù)合污染物的去除。

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:總硬度均為200mg/L

6不同含量HCO3-飲用水沸后“水垢”生成

三、HCO3-含量對(duì)飲用水處置工藝的意義

3.1混凝效果及成分殘留

混凝是慣例處置工藝中的關(guān)鍵工藝單元,對(duì)保證整體處置效果具有重要的作用,然而其凈化效能與水質(zhì)條件有直接關(guān)系,其中堿度是重要影響因素之一。水中HCO3-含量對(duì)混凝劑的水解速度、水解產(chǎn)物和混凝沉淀效果影響很大。以鋁鹽混凝劑為例,當(dāng)鋁鹽溶于水后,會(huì)發(fā)生水解作用,通常是以[A lH2O6]3+存在,上海純水設(shè)備接著發(fā)生水解與縮聚反應(yīng)[式(3式(5]當(dāng)水中含有適量HCO3-時(shí),可以有效中和水解過(guò)程生成的H+,保證鋁水解生成物主要是AlOH3沉淀物。而原水中CO32-含量缺乏時(shí)(如因藻類(lèi)滋生消耗了水中的HCO3-鋁的解離產(chǎn)物主要以[A lH2O6]3+[A lOHH2O5]2+形式存在,混凝效果變差;當(dāng)pH明顯變化大時(shí),水解成AlO2-式(6],混凝效果變差。

[A lH2O6]3+=[A lOHH2O5]2++H+

3

[A lOHH2O5]2+=[A lOH2H2O4]++H+

4

[A lOH2H2O4]+=[A lOH3H2O3]↓+H+

5

[A lH2O6]3++4OH-=A lO2-+8H2O

6

從上述混凝劑離解過(guò)程可以看出,當(dāng)pH下降到一定水平時(shí),鋁鹽水解作用變差,生成膠體成分減少,離子狀態(tài)的剩余鋁增加,增加鋁超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn),而聚集在人體中的鋁過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致軟骨化癥、老年聰慧癥、尿毒癥等疾病,甚至造成死亡。HCO3-含量對(duì)鐵鹽混凝劑的影響及作用機(jī)制相似。

3.2消毒過(guò)程

消毒工藝是保證飲用水生物平安的關(guān)鍵工藝單元,目前多采用液氯、次氯酸鈉,以及紫外、臭氧等消毒劑。液氯、次氯酸鈉類(lèi)消毒劑的水解會(huì)引入外源H+,進(jìn)而對(duì)水體pH發(fā)生一定沖擊。如果被消毒水體HCO3-含量過(guò)低,緩沖力弱,就會(huì)導(dǎo)致pH大幅動(dòng)搖,并最終影響消毒效果。

此外,pH對(duì)其他類(lèi)型消毒劑的消毒效果也有一定的影響。例如:酸性條件下碘消毒劑以及醛類(lèi)消毒劑消毒效果增強(qiáng),堿性條件下陽(yáng)離子消毒劑、生石灰等堿性消毒劑消毒效果增強(qiáng)。因此,為保持水中HCO3-含量充分以維持水體pH相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)消毒劑充沛發(fā)揮消毒性能至關(guān)重要。

3.3活性炭工藝

活性炭吸附法是利用活性炭的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和化學(xué)性質(zhì),如大比表面積、多孔結(jié)構(gòu)、疏水性等,對(duì)慣例工藝處置后的溶解性有機(jī)物(DOM和微污染物進(jìn)行吸附去除的方法。研究標(biāo)明,當(dāng)工藝進(jìn)水中HCO3-含量較高時(shí),HCO3-會(huì)與DOM和微污染物競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn),從而降低活性炭對(duì)目標(biāo)污染物的吸附能力。此外,臭氧生物活性炭(O3-BA C工藝是將臭氧化學(xué)氧化、活性炭吸附、生物氧化降解技術(shù)合為一體的工藝,已逐漸被我國(guó)大部分水廠(chǎng)采用。當(dāng)工藝進(jìn)水中HCO3-含量較高時(shí),HCO3-不只會(huì)降低活性炭的吸附能力,還會(huì)與作為強(qiáng)氧化劑的臭氧發(fā)生反應(yīng)使臭氧的消耗變高,降低O3-BA C整體處置效果。同時(shí)從工藝進(jìn)水到出水中HCO3-含量會(huì)降低,所以當(dāng)進(jìn)水HCO3-含量較低時(shí)會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)穩(wěn)定性降低。

3.4反滲透(RO工藝

RO工藝以壓力差為推動(dòng)力可對(duì)水中的溶解性鹽類(lèi)、有機(jī)污染物、膠體物質(zhì)等進(jìn)行有效地去除,罕見(jiàn)的深度處置工藝之一。RO工藝在運(yùn)行一段時(shí)間后,膜外表或者內(nèi)部就會(huì)有局部離子結(jié)晶析出,并堆積附著于膜外表造成膜堵塞,會(huì)導(dǎo)致通量下降、離子截留率降低、不可逆的膜損壞、膜使用壽命縮短、維護(hù)費(fèi)用增加等問(wèn)題。而CaCO3作為無(wú)機(jī)垢的主要成分與RO工藝進(jìn)水中HCO3-含量有直接關(guān)系,且當(dāng)RO系統(tǒng)回收率較高時(shí),膜組件末端的濃水側(cè)中成垢離子濃度往往是進(jìn)水時(shí)離子濃度的24倍,上海純水設(shè)備此時(shí)無(wú)機(jī)結(jié)垢現(xiàn)象更加突出。因此,為減少RO膜結(jié)垢,確保工藝的正常運(yùn)行,應(yīng)采用預(yù)處置將進(jìn)水的HCO3-含量控制在合理范圍。

3.5生物砂濾池去除氨氮

砂濾池生物膜的硝化作用對(duì)水中的氨氮有去除作用,此過(guò)程主要由氨氧化菌和亞硝酸菌氧化菌共同作用完成,反應(yīng)如式(7式(8

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

7

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

8

合并后如式(9

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

9

從式(7式(9來(lái)看,硝化作用的過(guò)程不時(shí)發(fā)生酸度,使反應(yīng)體系中的pH降低。由此可見(jiàn),要保證硝化作用順利、完全完成,需要保證此過(guò)程中pH相對(duì)穩(wěn)定,即水中含有足量的HCO3-水廠(chǎng)慣例水處置工藝中,對(duì)于低pH低堿度的水源水,混凝反應(yīng)前投加石灰,將待濾水的HCO3-含量提高,可以有效提高生物砂濾池對(duì)水中氨氮的去除率。

3.6磁軟化過(guò)程

HCO3-含量會(huì)影響磁化處理過(guò)程,當(dāng)水中HCO3-堿度增大時(shí),磁化處置和未磁化處理的水中結(jié)垢量都增加,不同的堿度為350mg/L以CaCO3計(jì))左右時(shí)磁化處置可以抑制結(jié)垢過(guò)程,但當(dāng)水中HCO3-堿度遠(yuǎn)小于硬度時(shí),抑垢效果不明顯,即HCO3-含量與硬度的比例會(huì)影響磁化抑垢處理過(guò)程。因此,可考慮對(duì)在管道中停滯時(shí)間較短的水體使用輔助加堿法提高磁化水抑垢效果。

四、飲用水中HCO3-意義和控制目標(biāo)探討

飲用水中HCO3-對(duì)于飲用水的口感、穩(wěn)定性、健康性以及水處置工藝均具有一定的影響(圖7,針對(duì)具體的意義和控制目標(biāo)探討如下。

劉成:飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標(biāo)探討

7影響HCO3-控制的關(guān)鍵因素關(guān)系

①我國(guó)不同地區(qū)HCO3-含量存在較大的差別,與水體的地理環(huán)境、地質(zhì)條件、水源類(lèi)型、水處置工藝等因素均有關(guān)。因此,國(guó)現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》GB57492022并未規(guī)定統(tǒng)一的限值,但結(jié)合相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況將飲用水中的HCO3-含量控制在合理的范圍。既要防止HCO3-含量較低而導(dǎo)致水的緩沖性能差、管道易腐蝕及混凝消毒等處置效果差等問(wèn)題,也要規(guī)避HCO3-含量較高而導(dǎo)致的易管道內(nèi)結(jié)垢、煮沸生成“水垢”影響用戶(hù)使用感受、臨時(shí)飲用有利于身體健康等問(wèn)題,同時(shí)保證飲用水口感和確保飲用水中含有一定量的HCO3-以促進(jìn)人體對(duì)Ca2+Mg2+吸收利用。 上海純水設(shè)備

②基于生活飲用水緩沖性能、水質(zhì)健康性和穩(wěn)定性以及水處置等方面的需求,針對(duì)飲用水中HCO3-控制目標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足,控制水中的HCO3-質(zhì)量濃度在80250mg/L最佳。為使水中HCO3-含量最佳,針對(duì)HCO3-含量過(guò)低的水可考慮采用聯(lián)合投加CO2石灰的方式提高其質(zhì)量濃度至80mg/L以上;對(duì)于HCO3-含量過(guò)高的水,可通過(guò)投加氫氧化鈉、氫氧化鈣將水體中的HCO3-降低至適宜范圍。

③目前已有局部針對(duì)水中HCO3-含量適宜范圍討論的研究,但HCO3-水循環(huán)等方面作用及對(duì)水處理工藝、飲用水管網(wǎng)運(yùn)輸?shù)挠绊懷芯窟需進(jìn)行進(jìn)一步完善,且在水質(zhì)健康方面缺乏相關(guān)臨時(shí)健康效應(yīng)評(píng)估,各地區(qū)也應(yīng)根據(jù)自身水質(zhì)情況、水源類(lèi)型、水處理工藝、用戶(hù)反饋等設(shè)置參考值,以保證飲用水水質(zhì),提高用戶(hù)用水滿(mǎn)意度。

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