魏然(遷安市環(huán)境保護(hù)局監(jiān)測(cè)站,河北遷安 064400)

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飲用水處理技術(shù)進(jìn)展

魏然
(遷安市環(huán)境保護(hù)局監(jiān)測(cè)站,河北遷安 064400)

【摘 要】飲用水水質(zhì)問題一直是人類最為關(guān)心的問題,在全球環(huán)境日益惡化,水資源匾乏的今天,飲用水的相關(guān)研究成為近年來國(guó)內(nèi)外的熱門課題之一。我國(guó)飲用水處理長(zhǎng)期以來采用混凝——沉淀——過濾——消毒的傳統(tǒng)工藝,該工藝主要去除懸浮物和細(xì)菌,而對(duì)于水中日益增多的可溶性有機(jī)污染物去除率較低。隨著水源污染的加劇和各國(guó)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高,可去除各種有機(jī)物和有害化學(xué)物質(zhì)的飲用水深度處理技術(shù)日益得到人們的重視,本文對(duì)飲用水處理技術(shù)進(jìn)行了論述,尤其對(duì)飲用水深度處理技術(shù)如活性炭吸附、膜處理工藝、化學(xué)氧化和生物處理技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜合評(píng)述。

【關(guān)鍵詞】飲用水 處理技術(shù) 深度處理

1 常規(guī)水處理工藝

目前大多水廠仍然采用混凝——沉淀——過濾——消毒的傳統(tǒng)水凈化工藝，這種工藝能有效的去除水中的懸浮物、膠體物質(zhì)、細(xì)菌和大腸桿菌等，對(duì)于有機(jī)物特別是溶解性有機(jī)物去除能力極低，為了提高對(duì)溶解性有機(jī)物的去除能力，近年來對(duì)傳統(tǒng)工藝局部強(qiáng)化成為研究熱點(diǎn)，各水廠普遍增加了對(duì)各工藝階段水質(zhì)的控制。

過濾是飲用水處理的關(guān)鍵單元，其主要功能是發(fā)揮濾料與脫穩(wěn)顆粒的接觸絮凝作用而去除濁度和細(xì)菌。強(qiáng)化過濾就是對(duì)普通濾池進(jìn)行生物強(qiáng)化，讓濾料既能除濁，又能去除水中有機(jī)物。李德生、黃曉東和王占生通過對(duì)傳統(tǒng)工藝中的普通濾池進(jìn)行生物強(qiáng)化，使原水中氨氮的去除率由原來的30%-40%提高到93%，亞硝酸鹽氮的去除率由零提高到95%，有機(jī)物的去除率由20%到40%左右，出水濁度保證在1NTU以下，經(jīng)消毒后能滿足衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的要求。經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行測(cè)定，在濾速10m/h、反沖洗(1-2次)/d情況下依然保持良好的處理效果。該技術(shù)不增加任何新設(shè)施，只是強(qiáng)化現(xiàn)有工藝，是解決微污染源水水質(zhì)的一項(xiàng)新途徑。

消毒是保證飲用水質(zhì)量減少水傳播疾病的關(guān)鍵。氯消毒以其高效殺菌、使用方便和價(jià)格低廉的特點(diǎn)，已有近百年使用歷史，但20世紀(jì)70年代以來，在氯消毒水中檢測(cè)出了許多鹵代有機(jī)物如三氯甲烷等致癌物，氯消毒逐漸被其他消毒劑替代。其中臭氧和二氧化氯的研究最為活躍。臭氧由于其在水中的壽命很短而不具有持續(xù)殺菌作用且價(jià)格昂貴而不利于其推廣使用。二氧化氯殺菌和滅火病毒的能力高于傳統(tǒng)的氯，且它不與水中天然有機(jī)物發(fā)生氯代反應(yīng)，不會(huì)生成對(duì)人體具危害作用的氯代有機(jī)物，因此二氧化氯成為最具應(yīng)用前景的消毒劑。

2 飲用水深度處理工藝

2.1 活性炭吸附

活性炭處理技術(shù)是60年代國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的深度水處理技術(shù)，是完善常規(guī)水處理工藝以去除水中有機(jī)物最成熟的方法之一?；钚蕴坑捎诰哂芯薮蟮谋缺砻娣e，通過表面吸附，對(duì)苯、苯酚、石油產(chǎn)品等溶解性有機(jī)雜質(zhì)和色、臭味、合成染料農(nóng)藥等常規(guī)水處理工藝難以去除的物質(zhì)及鉻、汞等重金屬化合物有極強(qiáng)的吸附作用。

2.2 膜分離工藝

膜分離技術(shù)是一門新興的高效分離、濃縮、提純技術(shù)，其主要特點(diǎn)是節(jié)能(因?yàn)楣煞蛛x過程中對(duì)象不發(fā)生相的改變)，處理對(duì)象廣(有機(jī)物、無機(jī)物、細(xì)菌和病毒等)，裝置簡(jiǎn)單易于操作和控制。近年來膜分離技術(shù)迅速發(fā)展，該技術(shù)中的反滲透、超濾、微濾和納濾可以有效的去除水中的臭味、色度、消毒副產(chǎn)物及其他有機(jī)物和微生物，與其它處理方法相比有明顯的優(yōu)越性。膜技術(shù)用于飲用水處理有30年的歷史了，但由于受膜材質(zhì)和價(jià)格的限制，前20年中它的應(yīng)用僅限于海水淡化、化工行業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域，近年來隨著膜技術(shù)的發(fā)展和膜性能的提高，制膜的成本大幅度下降，以膜技術(shù)為核心的水深度凈化工藝得到了迅猛的發(fā)展。

2.3 化學(xué)氧化法

(1)氯用于水消毒已有近百年的歷史，但由于它不僅是氧化劑，還是一種氯化劑，和水中的有機(jī)物形成各種有機(jī)鹵代物，危害人體健康，因而在國(guó)外氯的使用已逐漸被淘汰。國(guó)內(nèi)大部分水廠仍然采用氯消毒，氯預(yù)氧化，主要是由于氯使用方便、價(jià)格低的緣故，作為水消毒劑正在為二氧化氯替代。

(2)二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，可以用來脫色、除臭、除味和控制藻類的生長(zhǎng)，它對(duì)于病原微生物、病毒和芽孢以及管網(wǎng)中的異氧菌、硫酸鹽還原菌和真菌等菌都有很好的殺滅效果。它選擇性的和水中的無機(jī)物及有機(jī)物反應(yīng)，它和有機(jī)物反應(yīng)是作為氧化劑，而不是氯化劑，因而不會(huì)生成有機(jī)鹵代物等危害人體健康的物質(zhì)。

(3)臭氧氧化在給水處理中有著悠久的歷史，作為一種氧化性極強(qiáng)的氧化劑，在殺菌和控制水的色度和臭味方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。臭氧在水中部分的水解產(chǎn)生極具氧化能力的羥自由基，能分解水中的大部分有機(jī)物，對(duì)于一些難生物降解的有機(jī)物具有很好的氧化能力。

(4)高級(jí)氧化工藝作為一種強(qiáng)氧化工藝，在給水處理中備受關(guān)注。羥自由基的產(chǎn)生是高級(jí)氧化工藝的基本條件，水處理中產(chǎn)生羥自由基的方法一般有：O3/H2O2、O3/紫外線、H2O2/紫外線、TiO2/紫外線等。研究表明，羥自由基對(duì)幾乎所有的有機(jī)物均有很好的去除效果，且反應(yīng)速率很快，能使有機(jī)物完全礦化為CO2和H2O。

2.4 生物處理技術(shù)

生物處理源于污水處理技術(shù)，作為給水處理技術(shù)始于1971年，日本小島貞男首次將生物接觸氧化法應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化源水的與處理，使水質(zhì)得到了明顯的改善，把原本屬于污水處理的技術(shù)引入了給水處理領(lǐng)域。飲用水生物處理利用微生物的新陳代謝作用有效的去除和減少水中的有機(jī)物、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等。生物處理單元可設(shè)在常規(guī)凈水工藝不同位置。作為預(yù)處理工藝，能改善水的絮凝沉降特性，節(jié)約混凝劑的投加量，減輕后續(xù)處理單元的有機(jī)負(fù)荷，提高整個(gè)處理流程的處理效率，并降低配水系統(tǒng)中使微生物繁殖的有效基質(zhì)，減少嗅味，降低形成氯化有機(jī)物的前提物；置于沉淀地后，可延長(zhǎng)濾池和活性炭床的工作周期和使用壽命，提高處理效率和出水水質(zhì)。生物處理技術(shù)具有價(jià)格低廉、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，目前在歐美國(guó)家應(yīng)用較多，在我國(guó)也逐漸受到重視。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著水源污染加劇和飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的凈水工藝已不能滿足人們對(duì)飲用水水質(zhì)的要求，各種飲用水深度凈化工藝日益受到人們的重視，物理、化學(xué)和生物凈化技術(shù)的綜合應(yīng)用成為目前水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

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