馬建英

摘要：我國(guó)的江、河、湖、庫(kù)、近海水域已經(jīng)普遍受到污染，其中大部分水體嚴(yán)重污染。與此同時(shí)，近年來(lái)，水質(zhì)污染和水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題不但給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害，而且造成十分慘重的經(jīng)濟(jì)損失。也給常規(guī)給水處理工藝提出了新的挑戰(zhàn)。本文分析與討論我國(guó)微污染水源水處理對(duì)策和措施，同時(shí)對(duì)幾種適宜的深度處理技術(shù)進(jìn)行介紹，分析評(píng)述微污染水源水處理工藝技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：微污染水源 給水處理 處理技術(shù) 工藝現(xiàn)狀 工藝發(fā)展

1 概述

微污染水是指飲水水源受到的主要是有機(jī)物污染，使部分指標(biāo)超過(guò)飲用水源的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。[1]微污染水一般是由于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活等方面產(chǎn)生的污水未經(jīng)適當(dāng)處理，直接排入供水水源導(dǎo)致的，微污染水主要含有微量有機(jī)物、農(nóng)藥、氨氮等有害污染物，常規(guī)水處理工藝很難將其除掉。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市人口的日益集中與增加，眾多河流受到污染，成為微污染水，喪失了飲用水水源的功能和作用。但是在當(dāng)前水資源嚴(yán)重短缺的形勢(shì)下，微污染水源水仍是重要水源。常規(guī)混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒水處理工藝主要去除水中和懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌，對(duì)當(dāng)前受污染嚴(yán)重水體已經(jīng)力不從心。由此可見(jiàn)，在水源受污染情況下經(jīng)常規(guī)工藝處理后的生活飲用水水質(zhì)安全性是不能保證的。

2 微污染水處理技術(shù)簡(jiǎn)析

2.1 開(kāi)發(fā)第二水資源——中水 中水是指將生活污水作為水源，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后作雜用水，其水質(zhì)指標(biāo)間于上水和下水之間的水。

目前中水回用處理工藝采用的方法大致可分為三類：生物處理法、物理化學(xué)處理法、膜處理法。中水處理的工藝流程主要取決于中水水源和中水的用途，中水水源不僅影響處理工藝的選擇，而且影響處理成本，因此，中水水源的選擇十分關(guān)鍵；目前，我國(guó)主要以小區(qū)生活污水作為中水水源，所處理的中水主要用于澆花、沖廁、洗車等。當(dāng)以小區(qū)生活污水作為中水水源時(shí)，一般可采用生化+消毒工藝，具體如下：源水→水力篩→調(diào)節(jié)池→生化池→過(guò)濾池→消毒池→儲(chǔ)水，處理工藝設(shè)施可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，設(shè)計(jì)成地上式或地埋式結(jié)構(gòu)。另外當(dāng)中水處理規(guī)模較小時(shí)，可采用一體化設(shè)備，如組裝式中水回用設(shè)備或者M(jìn)BR生物膜反應(yīng)器等，膜生物反應(yīng)器又稱MBR生物反應(yīng)器，是將膜分離技術(shù)與生物處理工藝相結(jié)合而開(kāi)發(fā)的新型系統(tǒng)。MBR生物反應(yīng)器有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)好、工藝參數(shù)易于控制、設(shè)備緊湊，占地少、易于自動(dòng)控制管理。如北京麗思卡爾頓酒店使用MBR處理系統(tǒng)的中水處理系統(tǒng)能力220噸，處理后的中水將直接用于酒店客房沖廁。中水系統(tǒng)成功投運(yùn)后，每年可以節(jié)水6萬(wàn)多噸。

2.2 微污染水源的水處理工藝 微污染水源的水體水質(zhì)指標(biāo)一般為Ⅲ類水體，其中個(gè)別指標(biāo)可以為Ⅳ類，這類水源水的處理已不能簡(jiǎn)單采用常規(guī)工藝，必須在常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，增加生物處理單元、深度處理單元（如活性炭吸附、臭氧氧化），經(jīng)過(guò)這樣的工藝組合，基本上可以達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的指標(biāo)：對(duì)于水質(zhì)有更高要求的場(chǎng)合，可以添加膜處理單元。

2.2.1 微污染水源水的處理工藝。根據(jù)水源水質(zhì)的具體情況，對(duì)于微污染水源水可選擇下列工藝流程，作為給水處理工藝。

工藝1：原水-生物預(yù)處理-混凝沉淀-過(guò)濾-消

毒

工藝2：原水-生物預(yù)處理-混凝沉淀-過(guò)濾-活性炭吸附-消毒

工藝3：原水-混凝沉淀-生物處理-過(guò)濾-消毒

工藝4：原水-混凝沉淀-生物處理-過(guò)濾-活性炭吸附-消毒

工藝5：原水-預(yù)臭氧氧化-生物處理-混凝沉淀（氣?。?過(guò)濾-顆?；钚蕴浚℅AC）吸附-消毒

工藝6：原水-預(yù)臭氧氧化-生物處理-混凝沉淀（氣?。?過(guò)濾-消毒

當(dāng)水源水濁度和色度較低時(shí)，可選擇工藝1；如果需要更好的水質(zhì)，可選擇工藝2；當(dāng)水的濁度和色度較高時(shí)，可選擇工藝3或工藝4；對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化水源水，當(dāng)其藻類數(shù)量不是很高、致變活性較強(qiáng)時(shí)，可選擇工藝2；如水的致變活性不強(qiáng)時(shí)，可選擇工藝1，當(dāng)水中藻類數(shù)量很高、致變活性較強(qiáng)時(shí)，可選擇工藝5；如水的致變活性不強(qiáng)時(shí)，可選擇工藝6。

生產(chǎn)合格的飲用水是處理工藝選擇的根本原則，基建投資、運(yùn)行成本和維修管理是選擇水處理的必要條件。不同單元的去除對(duì)象和單元之間的內(nèi)在聯(lián)系是選擇水處理工藝的基本因素。隨著水源水質(zhì)日益復(fù)雜和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，在選擇水處理工藝時(shí)必須綜合考慮下列水質(zhì)因素（特別是有機(jī)污染物）：控制常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)（如濁度、色度等）；控制營(yíng)養(yǎng)物[可同化有機(jī)碳（AOC）、生物可降解溶解性有機(jī)碳（BDOC）、氨氮、鐵、錳]；控制三致物質(zhì)（如消毒副產(chǎn)品和安姆試驗(yàn)致變活性物質(zhì)等）。

2.2.2 常規(guī)處理工藝、生物處理單元與深度處理單元之間關(guān)系。在生物處理與深度處理的組合工藝中，活性炭吸附、臭氧氧化和生物處理都各具優(yōu)勢(shì)，但均具互補(bǔ)性。它們之間和它們與常規(guī)處理之間的相互關(guān)系如下：

①常規(guī)處理和活性炭吸附。常規(guī)處理主要去除水中具有膠體性質(zhì)的大分子有機(jī)物，而活性炭主要去除小分子中親水性不高的有機(jī)組分；常規(guī)處理可使水中一些安姆試驗(yàn)的活性物質(zhì)從大分子游離出來(lái)，而活性炭能有效去除這些活性物質(zhì)；常規(guī)處理往往將一些大分子轉(zhuǎn)化為小分子，便于活性炭吸附脫除，而且能去除鹵乙酸等。

②生物處理對(duì)活性炭吸附的影響。生物處理對(duì)親水性有機(jī)物的去除，相對(duì)增加了活性炭單元進(jìn)水中憎水性有機(jī)物比例，從而提高活性炭吸附去除效率。生物處理能分解水中大分子有機(jī)物（因胞外酶的作用），使小分子有機(jī)物憎水性增強(qiáng)，利于活性炭吸附。另外，生物處理具有降低突變物的作用?？梢?jiàn)，常規(guī)處理、活性炭吸附和生物處理的組合工藝能充分發(fā)揮各自特點(diǎn)，具有互補(bǔ)性，可謂提高飲用水水質(zhì)的最佳工藝。

③臭氧在給水處理中的作用。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在給水處理中主要作用有脫色、去臭味、助凝、殺藻。當(dāng)臭氧氧化與生物處理組合使用時(shí)，臭氧可提高水的可生化性，利于生物處理。這二者互補(bǔ)性強(qiáng)，因此將常規(guī)處理、臭氧氧化、生物處理的組合工藝用于處理富營(yíng)養(yǎng)化水源水很有效，特別是再聯(lián)用活性炭吸附單元，則是最佳的飲用水處理工藝，出水質(zhì)量高，因此頗具發(fā)展前景。

2.3 深度處理技術(shù) 深度處理技術(shù)通常是指在常規(guī)處理工藝以后，采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，將常?guī)處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除，提高和保證飲用水質(zhì)。在膜處理技術(shù)中，反滲透（RO）、超濾（UF）、微濾（MF）、納濾（NF）都能有效地去除水中的臭味、色度、消毒副產(chǎn)物前體及其他有機(jī)物和微生物，去除污染物范圍廣且不需要投加藥劑，設(shè)備緊湊和容易自動(dòng)控制。目前膜研究的又一重點(diǎn)是膜的污染問(wèn)題。膜過(guò)濾對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高，需定期清洗膜，基建投資運(yùn)行費(fèi)用高。

另外，高層建筑中應(yīng)充分利用市政給水管網(wǎng)的可用水頭H0，在條件允許的時(shí)候中高區(qū)用水點(diǎn)宜采用（無(wú)負(fù)壓供水）管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備，從供水管網(wǎng)直接吸水，可充分利用市政管網(wǎng)的壓力，降低能耗。相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)水池水箱的供水方式，無(wú)負(fù)壓有以下優(yōu)點(diǎn)：①使用無(wú)負(fù)壓給水設(shè)備可取消水池及水箱，節(jié)省投資；②可減少污染，自來(lái)水在水池及水箱內(nèi)增加停留時(shí)間，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型設(shè)備后水質(zhì)同自來(lái)水；③可節(jié)省大量能源，無(wú)負(fù)壓變頻設(shè)備完全利用原有市政管網(wǎng)壓力供水，降低了能耗；④可減少水資源浪費(fèi)，由于傳統(tǒng)方式中，水池、水箱均為混凝土結(jié)構(gòu)，滲水、跑水、漏水、蒸發(fā)不可避免，而且水池、水箱需定期清洗，需要大量清洗水。因此在外部條件許可的情況下推薦采用無(wú)負(fù)壓設(shè)備。

3 結(jié)論

隨著水資源開(kāi)發(fā)利用的難度大，配置水資源成為重要問(wèn)題，中國(guó)城市用水也已成為我們發(fā)展的一大難題，必須抓住供水、用水、排水、水處理這個(gè)循環(huán)過(guò)程，結(jié)合水資源循環(huán)規(guī)律和市場(chǎng)規(guī)律，在經(jīng)濟(jì)上利用市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用與配置。隨著污水處理事業(yè)的發(fā)展，已有多種污水處理工藝在我國(guó)污水處理廠中得到了應(yīng)用，由于生物處理是借助于微生物新陳代謝去吸收利用水中的污染物，因此會(huì)有各種代謝產(chǎn)物以及微生物本身進(jìn)入水中。其中大多數(shù)物質(zhì)的特性及對(duì)人體健康的可能影響還所知甚少。而且，該方法投資少，見(jiàn)效快，適合中國(guó)國(guó)情。因此，生物預(yù)處理與傳統(tǒng)工藝的組合是好的。研究新的凈水工藝，增加新的治理措施是當(dāng)今給水研究人員及自來(lái)水廠急需解決的課題。

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