江蘇省《城鎮供水廠生物活性炭失效判別和更換標準》（DB32/T 4245-2022）2022年9月1日開始實施。地標中提到截至2020年年底，江蘇省城鎮供水廠已基本實現深度處理工藝全覆蓋，其中97%以上的供水廠采用臭氧-活性炭深度處理工藝。在深度處理以及對供水廠深度活性炭的管理上，江蘇省無疑走在前列。此標準的實施，對臭氧-活性炭深度處理工藝的供水廠具有很實在的指導意義。

標準的基本規定

     《城鎮供水廠生物活性炭失效判別和更換標準》（DB32/T 4245-2022）的基本規定把“城鎮供水廠出水水質應達到《江蘇省城市自來水廠關鍵水質指標控制標準》DB32/T 3701的要求（3.0.1）”當作第一條！

另外，有幾條規定也值得重視：

一是，強調要“預留一定應對水源水質突發污染和水量突變沖擊的能力”，相信供水人在經歷今年的長江中下游咸潮搶水事件中深有感觸！

二是，“生物活性炭進水中余臭氧濃度宜控制在0.1mg/l以下”，我想，在使用了艾晟特推薦的在線監測水中余臭氧方案的水廠，這點應該是已經得到解決，而且已經取得不錯的臭氧投加控制效果。

三是，“生化活性炭失效判別應在優化水廠全流程處理工藝的基礎上，綜合考慮運行工況、進水水質和出水水質目標進行判別”。顯然，“水質”才是核心，這也是水廠的基本運行目標。

如何判別生物活性碳失效和評估運行

      “生物活性炭失效的判別應以凈水效能為主要依據。（4.0.1）”

      除了活性炭的強度、顆粒均勻系數、碘吸附值（或亞甲藍吸附值）等活性炭物理性能，標準分別列舉了不同去除目標下需要更換活性炭的判別依據，如以耗氧量為主要去除目標時，生物活性炭單元對耗氧量的去除率≥15%的年度保證率達不到95%時，以控制消毒副產物生成量為主要目標時，因活性炭原因導致消毒副產物時，以及以生物源致嗅物質為主要去除目標等，都有一定判別依據。

      標準對生物活性炭運行的評估做出了指導，包括水廠基礎信息收集、評估的過程，以及評估的結論。筆者認為尤應關注：水質指標達標率和變化趨勢、抗沖擊負荷能力、活性炭物理性能、活性炭微生物性能。

      標準也給出了評估的最終落腳點——“城鎮供水廠生物活性炭運行評估建議跟蹤指標及頻次”。

（表格來源于：《城鎮供水廠生物活性炭失效判別和更換標準》,DB32/T 4245-2022）

      以艾晟特的經驗來看，為了合理的運行管理臭氧-生物活性炭處理工藝并取得良好處理效果，對生物活性炭濾池進出水的CODmn、TOC/DOC、UV254、色度、消毒副產物前體預警指數（SUVA=100*UV254/DOC）等水質參數的實時監測，進而動態監控生物活性炭濾池對工藝環節各參數的去除率,為活性炭濾池的反沖洗頻次、強度提供理論依據和控制依據有重要的意義。

需要改善的監測難點有哪些

      標準給出了各工藝段水質檢測項目的建議，但供水人應該很有體會，其中一些監測指標還是有一定的監測難點的，特別是如果涉及到連續監測，難度就更大了。

       究其主要原因，一方面是目前有些參數指標的監測受制于監測儀器本身，比如很多水廠使用的氨氮分析儀在測量值小于0.2mg/l時，測值準確度偏低；耗氧量的測值低于1.5mg/l，誤差偏大等；另一方面則是因方法的限制，有些參數的檢測（或者檢測儀器）對檢測人員有很高的技能要求，比如采用化學方法的高錳酸鹽指數分析儀；更有一些儀器運維工作量大，比如如果用試劑比色法測量亞硝酸鹽氮，維護工作量就很大。

       2022年12月21-23日“高品質飲用水探索與實踐研討會暨《凈水技術》創刊40周年慶祝會議”期間，杭州水司的領導也提出臭氧活性炭系統主要不足的一點是儀表不足，特別提到最不給力的就是水中余臭氧檢測儀。

       精確控制水廠臭氧投加量，嚴格控制生物活性炭濾池進水余臭氧濃度很重要，關系到生物活性炭能否發揮作用，影響有機物去除效果和活性炭的使用壽命。然而，在建成的深度處理自來水廠中普遍存在水中余臭氧濃度監測難、測不準的行業難點。究其主要原因是監測儀器不適合水中低濃度余臭氧的檢測。慶幸的是，艾晟特響應和解決了這個領域的監測難題！

      另外，除了監測本身，還有一點目前很多水廠也許并沒有完全意識到，那就是在線監測儀表的集成度，高集成度不單單是可以解決成本問題，更可為水廠后續的智慧化發展提供支撐點。這一點也需要水廠在開展水質監測時充分考慮。

艾晟特的在線監測方案

       如果說，對水中有機污染物、氯消毒副產物的前體物以及氨氮進行全過程的實時精準監測，可以為水廠的精細化管理提供決策依據，進而為最終實現智慧水廠打下堅實基礎。

       那艾晟特公司運用免試劑、全光譜的在線分析儀器，在臭氧活性炭工藝中，可以在預臭氧環節非常迅速、準確的檢測濁度、色度、CODmn、DOC、UV254、硝酸鹽氮、余臭氧、葉綠素等參數。這些參數可以較全面的了解原水的進水情況，為預臭氧階段的臭氧的投加量提供前饋和反饋控制信息。

       在后臭氧環節可以檢測余臭氧、濁度、色度、CODmn、DOC、UV254、葉綠素等參數為后臭氧的投加提供反饋控制信息，并且對進入生物活性炭濾池的進水進行濁度、色度、CODmn、DOC、UV254、葉綠素等參數進行全面的實時檢測。

      在炭池的出水可以檢測濁度、色度、CODmn、DOC、UV254 、SUVA 等參數。其中SUVA（比紫外吸收率），通常被作為替代參數來評估天然有機物（NOM）的濃度和類型以及形成消毒物副產物（THMS）的傾向性。

圖2：全光譜在線分析儀的現場圖

       通過對炭池的進出水參數進行實時監測，實時計算去除率，實時監控生物活性炭濾池的性能，為活性炭濾池的反沖洗頻次、強度提供理論依據和控制依據。另外，通過檢測炭池的進出水實時的光譜圖，甚至可以為今后炭池的更換活性炭提供理論和決策依據。

圖3：炭池進出水全光譜指紋圖變化

       在加氯環節可以使用全光譜分析儀檢測一氯胺參數，結合現有的余氯、總氯、氨氮檢測儀，可以用一種快速且經濟的實時監控手段，來動態監控水廠的氯、氨投加比例控制是否合理匹配。

      在出廠水環節可以檢測濁度、色度、CODmn、TOC、一氯胺、UV254、連續光譜等參數，為自來水出廠水提供更為全面、快捷、準確的水質監測數據。

表1：艾晟特在某水廠監測點位和參數實例

艾晟特的在線監測實例

監測實例：水中余臭氧閉環控制實例

       艾晟特結合自來水深度處理需求，利用是能全光譜分析儀在線監測水中余臭氧、CODMn、TOC/DOC、UV₂₅₄、SUVA、色度等參數的解決方案，在上海某現代化水廠已經與臭氧發生器聯動參與了臭氧投加的閉環控制。

      具體實施情況如下：在炭池的進出水安裝了2套全光譜多參數檢測儀，進水監測余臭氧、CODMn、TOC/DOC、UV₂₅₄、SUVA、色度、水溫等參數，炭池出水監測CODMn、TOC/DOC、UV₂₅₄、SUVA、色度、水溫等參數。

圖4：艾晟特在某水廠實施的水中余臭氧監測實例

       為了驗證全光譜分析儀的準確度、可靠性以及不同臭氧加注量對炭池進出水水質變化的影響，艾晟特及水廠進行了多次測試比對工作。

       下圖是2021年8月13日測試過程中的后臭氧（炭池進水）水中余臭氧的變化趨勢。

圖5：艾晟特-是能在某水廠水中余臭氧監測數據對比

監測實例：氯消毒工藝的在線監測實例

        艾晟特利用是能ISE氨氮分析儀，今年10月份以來在上海的應急就地取水監測中，表現非常好，靈敏度和準確度都很好，尤其是在水廠生產過程活性炭濾池出水的工藝節點上表現非常好。

圖6：艾晟特在某水廠炭池總氯、氨氮監測實例

       總氯和氨氮結合起來看，可以發現消毒接觸池出水中總氯在炭池出水氨氮較高期間(12月8日-17日期間）變化的范圍非常大。這是由于在這個濃度區間，水廠仍采取了游離氯消毒的策略，按照過折點加氯的原理，氯氨比必須要超過8:1，所以水中0.1mg/l氨氮導致0.8mg/l的加氯量，水廠正常加氯量是1.5mg/l左右，采用半自動加氯的水廠在這期間就會很被動，導致消毒接觸池出水總氯發生劇烈波動，進而導致出廠水總氯劇烈波動，這期間消毒物副產物超標的風險大增。

圖7：某水廠的全光譜分析儀及氨氮分析儀現場圖

結合艾晟特選用的全光譜分析儀：

1)可以監測炭池出水的需氯量CLD、消毒物副產物前驅物SUVA，色度，CODmn/TOC，配合離子電極法氨氮儀還可以測定氨氮；

2)在消毒接觸池出水監測一氯胺、CODmn/TOC、AOC、硝酸鹽、亞硝酸等；配合電化學探頭還可以監測游離氨、游離氯、總氯、pH；結合比色氨氮儀還可以測定總氨、計算出二氯胺。