摘要：我國大部分城鎮(zhèn)飲用水源目前已受到不同程度污染,給人們的飲用水安全問題帶來了巨大威脅,也給常規(guī)給水處理工藝提出了新的挑戰(zhàn).根據(jù)我國微污染水源水的特點,結(jié)合最近幾年微污染水源水處理技術工藝的研究和發(fā)展以及在微污染水源水處理中的研究和實踐,分析與討論我國微污染水源水處理對策和措施,同時對幾種適宜的深度處理技術進行介紹,分析評述微污染水源水處理工藝技術的發(fā)展方向.

　　關鍵詞：微污染水源水,給水處理,深度處理技術,飲用水安全

　　微污染水是指飲水水源受到主要是有機物污染.使部分指標超過飲用水源的衛(wèi)生標準.[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)適當處理,直接排入供水水源導致的,微污染水主要含有微量有機物、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.隨著我國經(jīng)濟發(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.但是在當前水資源嚴重短缺的形勢下,微污染水源水仍是重要水源.

　　一.常規(guī)工藝局限性

　　常規(guī)混凝、沉淀、過濾、消毒水處理工藝主要去除水中和懸浮物、膠體雜質(zhì)和細菌【2】,對當前受污染嚴重水體已經(jīng)力不從心.常規(guī)工藝的局限性主要表現(xiàn)在以下幾方面:

　　首先是對有機物的去除率較低.【3】研究表明常規(guī)工藝只能去除水源水中20%-30%的有機物,而且主要是懸浮性有機物.溶解性有機物的存在阻礙了混凝劑對膠體的脫穩(wěn)作用,從而也影響了常規(guī)工藝對原水濁度的去除效果;其次是對水源水中普遍存在的氨氮問題不能有效解決;再次是常規(guī)工藝對水中微量有機污染物去除效果不明顯.在氯化消毒過程中,氯會與水中有機物反應生成三鹵甲烷等有機鹵化物,這些鹵化有機物在較高濃度時有致癌性.

　　由此可見,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.

　　二.微污染水處理技術簡析

　　針對微污染水源水的處理問題,在飲用常規(guī)處理工藝的基礎上,國內(nèi)外進行了大量的研究和實踐.歸納起來主要是強化處理技術、預處理技術以及深度處理技術.

　�。ㄒ唬�強化常規(guī)處理技術-強化混凝常規(guī)工藝

　　所謂強化混凝是指為提高常規(guī)混凝效果所采取的一系列強化措施,即確定混凝的最佳條件(混凝劑種類、混凝劑投加量、pH值等),增大絮體對水中超微顆粒的碰撞、吸附和脫除作用,降低出水濁度,提高對有機物的去除率.由于強化混凝不需要新的構(gòu)筑物,初期資金投入較小,工藝比較簡單,日常運行維護費用較低,被國內(nèi)外專家學者所看好.美國環(huán)保局(USEPA)推薦強化混凝為控制水中天然有機物的最好方法.[4]Joseph等人比較了三種主要的天然有機物去除工藝的特征,認為強化混凝是去除水中天然有機物較經(jīng)濟、實用的一種工藝。

　　（二）預處理技術

　　預處理通常是指在常規(guī)處理工藝前面,采用適當物理、化學和生物的處理方法,對水中的污染物進行初級去除,同時可以使常規(guī)處理更好地發(fā)揮作用,減輕常規(guī)處理和深度處理的負擔,發(fā)揮水處理工藝整體作用,提高對污染物的去除效果,改善和提高飲用水水質(zhì).

　　1．氧化預處理

　�。�1）化學氧化預處理技術

　　化學氧化預處理是一種傳統(tǒng)處理方法,是指向微污染水源水中投加化學氧化劑，以氧化分解水中的有機物.化學氧化法同時還能有效去除水中大量存在的藻類.常用的化學氧化劑有：臭氧、高錳酸鉀、雙氧水、二氧化氯、紫外光氧化及其聯(lián)合工藝.但化學氧化預處理技術會使氯化后的出水致突變性增加,且運行費用高.目前,研究的熱點是各氧化劑之間的協(xié)同作用,使飲用水源中的各種有機物得到更全面和徹底的去除.

　�。�2）生物預處理技術

　　水源水生物處理技術的本質(zhì)是水體天然凈化的人工化.通過微生物的降解,去除水源水中包括腐殖酸在內(nèi)的可生物降解的有機物及可能在加氯后致突變物質(zhì)的前驅(qū)物和NH3-N、NO2-等污染物,再通過改進的傳統(tǒng)工藝的處理,使水源水水質(zhì)大幅度提高.常用方法有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床,生物接觸氧化池和生物活性炭濾池.這些處理技術可有效去除有機碳及消毒副產(chǎn)物的前體物,并可大幅度的降低NH3-N,對鐵、錳、酚、濁度、色、嗅、味均有較好的去除效果,費用較低,可完全代替預氯化.

　　（三）深度處理技術

　　深度處理技術通常是指在常規(guī)處理工藝以后,采用適當?shù)奶幚矸椒?將常規(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).應用較為廣泛的深度處理技術有:臭氧氧化、活性炭吸附、臭氧活性炭、膜技術、光催化氧化等.

　　1.臭氧氧化

　　臭氧是一種強氧化劑,由于投量的限制,臭氧不能將水中有機物全部無機化,但可將大分子有機物分解成分子較小的中間產(chǎn)物.臭氧預處理的水再經(jīng)氯化消毒,水中“三致”物質(zhì)可能低于未預處理的水,也可能更高,視其效果而定,這是因為臭氧副產(chǎn)物,如醛、酮、醇、過氧化物氯化會產(chǎn)生三鹵甲烷.

　　2.活性炭吸附

　　活性炭具有巨大的比表面積和發(fā)達的空隙,是一種良好的吸附劑,用于給水處理,主要去除溶解性有機物、嗅味、微污染物質(zhì)等.活性炭可使Ames試驗陽性的水變?yōu)殛幮运?但活性炭吸附性能受其本身特性和吸附質(zhì)性質(zhì)的影響,且隨炭使用時問的延長,吸附效果也會發(fā)生變化.活性炭對一些有機氯化物的去除效果比較差,雖對水中氯化產(chǎn)生的致突變物質(zhì)有去除作用,但并不能有效去除氯化致突變物質(zhì)的前體物.

　　3.臭氧活性炭

　　臭氧活性炭聯(lián)用深度處理技術采取先臭氧氧化后活性炭吸附,在活性炭吸附中又繼續(xù)氧化的方法,揚長避短,這一工藝可使活性炭充分發(fā)揮吸附作用.在炭層中投加臭氧,可使水中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子,改變其分子結(jié)構(gòu)形態(tài),提供了有機物進入較小孔隙的可能性,使大孔內(nèi)與炭表面的有機物得到氧化分解,使活性炭可以充分吸附未被氧化的有機物,從而達到水質(zhì)深度凈化的目的.當然臭氧活性炭聯(lián)用技術也有其局限性,例如臭氧在破壞一些有機物結(jié)構(gòu)的同時也可能產(chǎn)生一些有污染性質(zhì)的中間產(chǎn)物.研究結(jié)果表明,水源經(jīng)臭氧——活性炭吸附深度處理,氯化后出水水質(zhì)仍具有致突變性.

　　4.膜處理技術

　　在膜處理技術中，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)物前體及其他有機物和微生物，去除污染物范圍廣且不需要投加藥劑，設備緊湊合容易自動控制。但膜處理要求對原水進行嚴格的各種預處理和常規(guī)處理及定期的化學清洗，所以膜濾的基建投資和運轉(zhuǎn)費用高，并且仍存在著膜堵塞和膜污染以及反滲透和納濾濃縮物處理等問題。然而隨著清洗方式的改進，膜堵塞和膜污染問題的改善以及各種膜價格的下降，膜濾作為一種去除水中有機物和微生物的新工藝，將會對水處理產(chǎn)生重要的影響。

　　目前膜研究的又一重點是膜的污染問題.膜過濾對進水水質(zhì)要求較高,需定期清洗膜,基建投資運行費用高.

　　5.光催化氧化

　　光催化氧化是以化學穩(wěn)定性和催化活性很好的TiO2為代表的n型半導體為敏化劑的一種光敏化氧化.對水中優(yōu)先控制有機污染物(三氯甲烷、四氯化碳、六氯苯、六六六等)有很強的氧化能力.一般認為在適合的條件下,有機物經(jīng)催化氧化的最終產(chǎn)物是CO和水.該方法具有強氧化性、對作用對象的無選擇性與最終可使有機物完全礦化的優(yōu)點.但是TiO2粉末顆粒細微,不便回收,同傳統(tǒng)工藝相比,光催化氧化處理費用高,設備復雜.

　　三.發(fā)展趨勢與對策

　　水源水的水質(zhì)問題越來越受到人們的重視,盡管我國在這方面做了大量工作但仍有許多問題亟待解決.因此,發(fā)展以下幾個方面的凈水技術將是當前的趨勢：

　�、俑纳蒲趸�和消毒.選擇既經(jīng)濟又安全的新型消毒劑和尋找合理的加注方式都是研究的重要方面.

　　②推廣臭氧—活性炭深度處理工藝.

　�、鄄捎蒙�物濾塔、生物膨脹床與流化床、生物轉(zhuǎn)盤等生物預處理工藝.

　�、苣ぬ幚砑夹g的研究.隨著膜制造技術的發(fā)展和成本的降低,膜處理在今后的城市水廠中必將得到更為廣泛的開發(fā)和利用.

　�、莅l(fā)揮各單元組合的協(xié)同作用,進行多元組合,如臭氧—生物處理—常規(guī)處理—活性炭吸附—消毒等.要從根本上解決水源水水質(zhì)問題,還須從以下兩方面著手:

　　a.加強污水處理,提高污水處理率.

　　b.從源頭上控制污染物,即加強水源保護.這不僅有利于飲用水水質(zhì)的提高水源水水質(zhì)的改善,更是恢復生態(tài)平衡,造福子孫后代的大事.

　　四.結(jié)論

　　總的來說，生物預處理是一種經(jīng)濟有效且在毒理學上安全的方法,它通過降解BOM來降低甚至消除了輸水管網(wǎng)中菌群生長的可能性,從而減少了消毒劑的消耗,并進而降低THM的形成;通過降低Zeta電位減少對混凝劑的消耗,其對NH3-N和其它有機污染物有良好的處理效果,尤其在與傳統(tǒng)工藝(混凝—沉淀—過濾—消毒)聯(lián)用后,對降低飲用水致突變活性效果也很好.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,因此會有各種代謝產(chǎn)物以及微生物本身進入水中.其中大多數(shù)物質(zhì)的特性及對人體健康的可能影響還所知甚少.而且,該方法投資少,見效快,適合中國國情.因此,生物預處理與傳統(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今給水研究人員及自來水廠急需解決的課題.

　　參考文獻:

　　[1]賀瑞敏,朱亮,謝曙光.微污染水源水處理技術現(xiàn)狀及發(fā)展[J].陜西環(huán)境,2003,10(1):2—3

　　[2]嚴熙世,范瑾初.給水工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.

　　[3]王占生,劉文君.徽污染水源飲用水處[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999

　　[4]肖華，周榮豐.北方環(huán)境[J]:微污染水源水處理技術的現(xiàn)狀與發(fā)展,2005年2月第30卷第1期.

　　[5]肖乾芬，黃宏，王曉棟，王連生.環(huán)境科學與技術[J]:飲用水微污染處理技術研究進展,2005年6月第28卷.

　　[6]顧瑋.云南建筑[J]:強化常規(guī)工藝處理微污染水,2005.

　　[7]馬悠怡，武道吉，石峰.水處理技術[J]:強化混凝在微污染水源水處理中的應用,2005年11月第31卷第11期.

　　[8]丁一,梁恒國,魯建舉.西南給排水[J]:微污染水處理現(xiàn)狀與展望,2004.

---

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/nongyehuanjingkexuelw/21940.html