未来饮用水处理技术及其工程应用 4页

'福建省科协第九届学术年会水利分会场论文吻未来饮用水处理技术及其工程应用:、,摘要阐述了近年来全球饮用水处理技术发展的一些新动向新工艺简要介“”绍了国际水协(IWA)第三届前沿技术国际会议确定的未来饮用水处理技术的研发与应用.已被确定的未来主导技术有高级氧化技术、消毒技术(紫外线消毒、膜消毒、。)膜分离技术以及电磁离子交换技术等根据目前世界范围内饮用水处理工艺的不同基础设施建设情况,展望了这些未来技术的应用前景。:关键词高级氧化技术(AOPs);膜/UV消毒;纳滤膜;反渗透膜;电磁离子交换,针对传统饮用水处理工艺存在的缺陷世界各国研究人员己研发出一些新的适用性,、、、OPS技术如高级氧化技术(A)饮用水消毒(膜消毒紫外线消毒)技术膜处理技、。术(纳滤膜反渗透膜)以及电磁离子交换技术(MIEX)等这些新技术可与传统饮,用水处理流程中的某些单元组合成新的饮用水处理工艺所有这些技术在国际水协“”,(IwA)第三届前沿技术国际会议上已被确定为未来饮用水处理主流技术并在全球范围内得以研发和应用。1高级氧化技术高级氧化技术的研发,工作已持续了近30年在饮用水处理中主要用于去除原水中,、、的天然有机物和2007农药残留物目前对该工艺的研究主要集中在03/H20203/UV、、、、03/固HZOZ/Mn+HZOZ/UVHZOZ/HZOZ/NaCIO和TIOZ/UV体催化剂固体催化剂等方。,,面当前高级氧化研究较为深入但大都还停留在实验室阶段在水处理实际工程中的。应用很少研究还拓展了高级氧化技术中Ti02/UV联合工艺在饮用水处理中的应用范,。围考察了该工艺对水中天然有机物的去除效果试验中发现UV除了发挥光催化剂的,。,作用外还能再生Ti02颗粒且再生后的Ti02颗粒对天然有机物的去除效果良好目前、。英国已有3家水厂(EwdenLangsett和Oswestry)采用该技术进行了生产性试验结,、,果表明该技术对天然有机物溶解性有机碳具有良好的去除效果但其总去除率仍比。,,传统混凝方法低对此实验建议在饮用水处理中应将该技术与传统混凝法相结合在提高处理效果的同时尽可能减少混凝剂的使用量和降低化学污泥产量。,K1thof认荷兰某水务集团技术负责人ru为将高级氧化技术工程化的困难在于如河将实验室的试验数据放大并用于实际水处理厂。该水务集团先后考察了颗粒活性炭对原水中有机,3/H202工,污染物的去除效果以及03和0艺对原水中农药的去除效果但。,。都未取得预期目标为此他们将注意力又转向了UV/HZOZ处理工艺 福建省科协第九届学术年会水利分会场论文匆,Heskerk水厂将UV/H202联合,有报道称em采用工艺控制有机污染物的浓度而。,Ankijk水厂将采用该工艺作为有机污染物控制与水体消毒的综合应用另外有关专,但是目前仍然不能确定它们在水处理家认为高级氧化技术研究虽然已相当成熟工艺中。,究竟应处于哪些环节和具体位置实际上这也是高级氧化技术难以工程应用的主要原因。2膜法消毒与紫外线消毒,、、、针对氯消毒技术存在的缺陷一些替代方法(03C102UV超声波及膜法等)便,。应运而生其中膜法与UV消毒法目前已成为饮用水消毒技术的主要研发方向2.1低压中空纤维膜法消毒技术、、、,低压中空纤维膜测试系统由膜组件管道压力表储罐及泵组成其中5个储罐,、分别为进水罐(含有测试用微生物所需的营养又称微生物营养罐)用于药剂清洗及、、,反冲洗的加氯罐硫代硫酸钠储存罐磷酸盐缓冲罐和污水收集罐系统中的氮气可在。.,721,膜清洗时向罐内提供所需压力试验结果显示膜法消毒对微生物的去除率可达9、、但是具体消毒效果与微生物的种类尺寸和膜的特性(如切割分子质量膜孔径等)有。,,关虽然膜法消毒效果很好但不具有持续消毒能力因此在实际水处理工程中应与传统氯消毒或其他消毒方法联合使用。2.2UV消毒技术,、A(315一40nB(280一315n根据波长不同紫外线又可细分为紫外m)紫外m)。,,C(200一280nC能DNA和紫外m)其中紫外够高效破坏生物体的结构从而达到杀。,、菌消毒的效果与传统消毒技术相比UV消毒技术具有杀菌能力强不残留任何有害物质的特点,其消毒优先次序是原虫>细菌>病毒,这表明UV对病毒的去除效果,。较差尤其是对轮状病毒和腺病毒的去除作用很小目前饮用水中UV消毒标准的常规Z,。40mm419剂量为J/c该剂量可以使轮状病毒的灭活率达到但要使腺病毒的去除率,mcm,。,达到419必须将UV消毒剂量升至20J/考虑到能耗及UV消毒的非持续性最理想的办法是采用氯与UV相结合的方法进行消毒,这也符合水质安全保障中多级屏障的概念。、随着UV消毒技术的发展及一些发达国家(美国日本等)对UV消毒技术的强力推,。广使其在饮用水处理中的应用不断扩大尽管UV消毒技术的应用前景和普及速度十分乐观,但是,UV照目前制约该技术推广使用的因素依然很多如射剂量的优化调节与、、、控制问题UV消毒对病毒的灭活作用UV消毒效果的非持续性微生物被UV照射后的修复问题、UV光源能耗、使用寿命及维护成本问题等,都需要开展进一步的研发与优化。3膜分离技术的新进展 福建省科协第九届学术年会水利分会场论文咖3.1.纳滤膜技术在饮用水处理中的应用纳滤膜技术在饮用水处理中主要作为深度处理工艺来去除水中残留的微量化学物、。,质(如农药杀虫剂等)以及消毒副产物目前纳滤膜的去除机理及性能尚在研究之中。,其去除有机物的性能随着化学物质及膜材料的不同而有所变化有关专家研究表明纳,。滤膜主要是通过吸附过程和阻隔作用去除有机物且去除效果与膜负荷无关目前纳滤,,。,膜的生产已形成规模化其产品规格一致孔径大小相同但认为正是由于孔径大小。,,Inm的一致性阻碍了纳滤膜的处理效果并认为如果纳滤膜孔径减小其对有机物的去除效率还会有更大的提高。,。,Wiesn此外也有一些专家就纳滤膜技术的安全性提出了质疑er等指出在纳滤膜的,生产过程中使用了一些对人体健康有害的原材料因此应提前考虑纳滤膜技术对人体和环境造成的危害性。3.2反渗透膜用于脱盐工艺的新进展,、。由于水源短缺问题日益严重海水成为继地下水地表水后的又一主要饮用水水源,R在过去20年中反渗透(O)膜技术的发展使得R0海水脱盐工艺在实际运行中的成本,。降低了约25%这就促进了R0膜脱盐工艺的发展与大规模应用,R0技术在用于脱盐工艺时具有产水水质及其稳定性都较好的优点但由于饮用水,。水质标准的不断提高R0膜脱盐工艺还需要不断完善世界卫生组织(WHO)已经提出.。0sL,饮用水中硼的含量必须低于mg/虽然R0脱盐工艺对硼的去除率可达90%但其出。,OTio水中硼的含量还达不到WH的水质标准为此omka等研发了一种新的R0脱盐工,。艺可使硼的去除率达到94%~96%,,有关专家指出目前海水淡化的成本及能耗己大大降低或许未来技术的发展使得全世,O的界各地的海水仅通过一道反渗透膜处理后其出水水质就能达到WH饮用水水质标准。4离子交换技术、技术完善、设备简单等优点,离子交换法因其处理效果好而得到了广泛应用特别。,是在高硬度地下水软化方面具有很好的处理效果但传统离子交换法也存在不足主要、,表现在离子交换剂再生过程复杂且不易控制再生常常需要强酸或强碱化合物等这就要求在工艺运行中需有较高的操作水平。离子交换领域中的研究热点是使离子交换颗粒能有选择地去除某种特定物质,针对。不同的有毒化合物选用不同的交换剂离子交换技,;术正在朝着专业化的服务方向发展在未来水处理技术中可根据去除物选用特定的离,。子交换颗粒同时使处理过程中产生的废物量最少,:aneeoneane目前发展的新技术中电磁离子交换法(MIExMgtiIExhg)代表着。一,一种未来水处理技术的发展方向在M工EXDoc离子交换工艺中MIEX颗粒能够有选择地(DOC),;M工EX去除水中的溶解性有机碳且具有可再生性通过再生过程可以使颗 福建省科协第九届学术年会水利分会场论文匆,、。,粒反复使用达到经济环保的双重目的MIEx颗粒是一种可重复使用的聚合物粒、p,径一般为180m该工艺是由澳大利亚研究人员及企业合作研发出来的一种高科技专。,,MI一DMIEX利技术在Exoc离子交换工艺中颗粒被置于搅拌的电流接触池中在磁。,,场作用下它们可快速吸附水中的Doc同时在混频条件下该颗粒可快速分离以提供。,,最大的表面积来吸附水中的Doc从而大大降低了水中的Doc同时MIEX颗粒具有可,。DMICl一再生性再生过程中带有OC的Ex颗粒和水中的离子进行反向置换MIEX一Doc离子交换工艺最初作为饮用水预处理方法主要是去除水中的天然有机。,MI一D物随着工艺的不断发展研究人员目前正在研究如何将Exoc离子交换工艺与传,。,ChM工EX一D统饮用水处理工艺结合起来以提高饮用水水质ow等的研究表明将OC离子交换D,并对后续氯消毒过工艺与传统混凝工艺相结合可显著降低水中的浊度和oc。S)的产生有明显的抑制作用程中消毒副产物三卤甲烷(THM5结语,带,过去十几年来饮用水处理技术得到了突飞猛进的发展动了水工业的技术革命:目前饮用水处理技术的未来发展方向主要集中于以下几个方面¹高级氧化技术的发展、原水中有机物不断增加的可以解决饮用水源水质日益下降难题。,膜处理技术在饮用水处,º随着膜技术的不断发展理中的应用日益广泛从膜消毒,到反渗透膜的海水淡化以至于污水处理厂三级出水通过双膜技术(微滤膜与反渗透膜。结合)处理后出水水质能直接达到饮用水的水质标准,»叭在饮用水处理中的应用日益广泛从UV消毒到TIOZ/Uv光催化氧化工艺及。H202/UV高级氧化技术去除原水中的天然有机物,电磁离子交换法M工EX)可¼离子交换技术取得了长足的进步(使饮用水的处理变得更加高效、环保。虽然许多新的水处理技术既经济又环保,但是这些技术在应用推广中却遇到了许多,,限制最主要的原因是欧美等国的水处理基础设施已经发展得非常完善要选用新技术,这就意味着东欧及其他发展中国家将是水来取代这些己经成熟的工艺其代价很大处理新技术最具潜力的拓展。区域(秘书处陈守真摘自有关资料)'