前言 

陳國光，上海市供水調度監測中心教授級高級工程師，早年奮戰在供水行業科研和運行前線，積累了豐富的理論和實踐經驗。隨后陳教授作為有關部門從事水質檢測和監管工作，對上海自來水的水質保障做出了突出的貢獻。經過數十年的積累，陳教授對于水廠的運行和管理已然形成了一套獨到的經驗和觀點，并提出了“以前是宏觀治水，現在應當是微觀治水”的精細化水廠運行管理觀點。經陳教授口述，《凈水技術》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、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：受限于工程經濟型的考慮，臭氧當然不可能無限制投加。在有限量投加的范圍內，不可能一步到位實現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物，所以有限量的臭氧投加同樣需要考慮到消毒副產物的產生風險。從工藝運行的角度，臭氧氧化的效果和途徑，與有機物性質、水體pH值、堿度、所投加的臭氧濃度均有關系，需要綜合考慮上述情況，并結合經濟性，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，也運用了預臭氧投加手段，預臭氧的目的是什么？

陳教授：預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，預臭氧的效果較好。但也并非預臭氧加注量越大越好。對于混凝工藝而言，大分子的物質更易于被混凝沉淀，按照經驗，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，給后續工藝帶來了負擔。所以，預臭氧，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較少，一般預臭氧加注量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相對較多，一般預臭氧加注量可考慮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，夏季應考慮酌情增加投加量。

很多水司關于如何確定臭氧投加量這個問題非常關切，有什么參考的經驗嗎？

陳教授：關于臭氧投加，我的觀點時“不講加注量，只關注余臭氧量”。我們所學習的專業知識，都是給我們提供一個參考值，例如什么情況的原水水質應該加注多少臭氧。但實踐中，由于受到原水水質波動、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，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。根據多年運行經驗，我認為余臭氧量（進入生物活性炭濾池前）應控制在0.2mg/L左右，且相對穩定較為適合，相應的加注量就應當根據這個目標值，并結合當時的原水情況、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決定臭氧加注量的目標導向思路。陳教授建議，對于不同水源的水廠，都應當建立不同深度處理工藝的運行參數和作業指導規程。只有準確掌握臭氧投加量，并高水平維護生物炭濾池運行，才能確保和提高供水水質。