微污染水源饮用水处理技术展望 3页

'微污染水源饮用水处理技术展望李德彪(江西省商业建筑设计院，江西南昌330046)摘要：现有的水源常规水处理工艺已难以满足饮用水水质要求，为了达到饮用水水质标准，需要强化常规水处理工艺。对原水进行预处理或深度处理。本文对微污染水源常规处理的各种工艺方法以及在各_T艺中应相应增加的新_T艺新技术进行综述，以期今后在面对有机污染物日益严重的水源水而又要生产出合格的饮用水时，对水处理工艺选择的基建投资、运行成本和维护管理等基本必要条件提供一些技术概念支持。关键词：微污染水源水、饮用水水处理、预处理工艺、强化常规处理、深度处理、生物预处理或物化预处理、活性炭技术、臭氧氧化、生物活性炭、膜分离技术、光催化氧化技术、吹脱技术1我国净水技术的发展才培养、设备供应等方面，逐步形成我国自己的体系。我国净水技术历史悠久，是最早应用明矾净水的最近的20多年是我国改革开放深入发展时期，我国给国家。但比较完整的现代自来水厂是创建于1882年的水事业随之进入了新的大发展时期。这阶段逐渐重视上海杨树浦水厂，至今已有120多年的发展历史。从上提高出水水质，常规水处理技术得到加强。饮用水目标海杨树浦水厂创建到新中国成立将近70年时间，我国从当初除去病原菌开始，到经济高速增长期成为供给给水主要集中在大城市，净水技术落后，净水构筑物简丰富的水，目前则是供给放心、美味的水。与此同时，净陋，采用简单的沉淀池、慢滤池等工艺。后期，逐步采用水技术也从慢速过滤到快速过滤，甚至发展臭氧活性了絮凝、沉淀、快滤、消毒等净水技术，那时没有全国统炭、膜过滤、生物过滤等方法。一的城市供水的水质标准。从20世纪60年代中期N8o2我国饮用水水质标准的发展年代初，是我国净水技术发展最活跃的阶段。在此期间我国政府于1959年颁布了第一个饮用水水质标开始结合本国国情探索净水技术的发展，也注意吸收准，包括16项指标。1976年修订的标准则将水质指标增国外的先进技术。在学术理论、设计技术、规范制定、人加到23项。目前执行的《生活饮用水水质标准GB5746一一+-+一+w+-+一+-+-+一—_卜一+-+-+-——-—+-一+一+-+-—+一一—+一一—十一便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床究。提高传感系统，尤其是传感器的性价比；传感器的检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些应用研究。在现有的科研成果基础上，大力开展应用研领域具有极好的市场前景。究和应用成果宣传；新传感机理的研究，开拓新型光纤光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这传感器；传感器用特殊光纤材料和器件的研究等。这些些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀将是以后传感器进一步发展的趋势。螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不参考文献断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到[1]董春利．传感器与检测技术．机械工业出版社，2009[23黎敏，廖延彪．光纤传感器及其应用技术．武汉大学出生产生活的每一个角落。版社，20085结语[33闫若颖，王月香，李淑悦．光纤传感器的应用．科技广光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的场，2007进步，出现了很多实用性的产品。然而实际的需要是各[43李文植．光纤传感器的发展及其应用综述．科技创业月种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实刊，2006际需要，还有许多有待研究的课题：传感器的实用化研一14一 总第112期江西建材3／201085》，其正式规定的限量参数共35项。其中感官性指标4明，沸石、活化硅藻土都是良好的吸附剂，对水中有机项，理化指标14项，毒理学指标12项，细菌学指标3项，物有良好的吸附效果，相信不久会广泛应用于微污染放射性指标2项。建设部提出的《城市供水行业2000年水的处理。技术进步发展规划》，规定88项水质标准(对一类水司)4．1．2化学氧化预处理技术相当于欧共体80年代国际先进水平，与不断提高的欧化学预处理技术是利用氧化剂的氧化能力，分解美各国饮用水水质标准相比较而言差距乃然很大。破坏水中污染物质的结构，达到转化或分解污染物的2001年，卫生部颁布了《生活饮用水卫生规范》规定了目的。预臭氧氧化、预氯化、预高锰酸钾氧化、过氧化氢常规检验项目34项和非常规检验项目62，合计96项。而及预紫外光氧化都属于化学预处理工艺，它们可以增当前美国《国家饮用水基本规则》(NPDWRs)对92种污强水的常规处理工艺的效果，大大减轻后续常规工艺染物做出了硬性规定，其中包括浊度，8种微生物学指处理污染物的负荷，提高整体工艺对污染物的去除率。标，4种放射性核素，19种无机物，60种有机物。由此可但这些方法也有局限性，尤其是氧化副产物对水质的见，与国际上先进饮用水水质标准相比较，我国还应加影响，还需要进一步探讨和研究。强有机物的监测，特别是农药和消毒副产物的监测。4．1．3生物预处理技术3我国饮用水微污染水源现状生物法起初用于污水处理中去除悬浮的和溶解性中国许多城市的给水水源受到生活污水和工农业的有机物是十分有效且经济的。如今生物法被移植到生产废水的显著污染，大部分自来水厂采用的混凝、沉污染水源的给水处理中是饮用水技术领域的一个重大淀、过滤和加氯消毒常规净水工艺很难将受污染的原进展。生物预处理是指在常规净水工艺前，增设生物处水净化处理或符合饮用水水质标准的生活用水。理工艺，借助于微生物的新陈代谢活动，诸如氧化、吸微污染水源水中的污染物，通常主要是有机污染附、生物絮凝等作用，对水中的有机污染物、氨氮、亚硝物，其中大部分是较容易被微生物降解和利用的有机酸盐氮及铁、锰等无机污染物进行初步的处理，这样既物，也有少量难以生物降解的天然或人工合成的有机改善了水的混凝沉淀性能，也减轻了后续处理的负荷，化合物。同时，随着水质分析技术逐渐改进，水源水和最大可能地发挥水处理工艺的整体作用。饮用水中能够测得的微量污染物质的种类不断增加，4．2深度处理技术使人们在饮用水水质净化中碰到了新的问题。深度处理通常是在常规处理工艺以后，采用适当4微污染水源饮用水处理技术的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物面对水源水质的变化，常规饮用水处理工艺已显或消毒副产物的前体物加以去除。应用较广泛的深度得力不从心。我国给水工作者对各地的许多受污染水处理技术有：活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性炭、膜技源水的除污染技术作了大量的理论联系实际的试验研术等。究。在强化常规处理、深度处理及生物预处理或物化预4．2．1活性炭吸附及生物活性炭技术处理等方面取得许多理论和实践成果。面对饮用水微活性炭吸附是去除水中溶解性有机物的最有效办污染水源水，发展以下几方面的净水技术将是当前的法之一，能有效地去除饮用水中的色度、嗅昧、有机物、趋势。杀虫剂、除草剂、酚、铁、汞等多种污染物。4．1预处理技术4．2．2臭氧氧化及其与活性炭联用技术预处理通常是指在常规处理工艺前面，采用适当本世纪初，臭氧被用作饮用水的消毒剂，去除水中物理、化学或生物的处理方法，将水中的污染物进行初的色度和嗅味。由于臭氧具有很强的氧化能力，它可以级去除，同时可以使常规处理更好地发挥作用，减轻常通过破坏有机污染物的分子结构以达到去除水中的有规处理和深度处理的负担，改善和提高饮用水水质。预机污染物的目的。臭氧对人工合成有机物如苯并萤葸、处理方法按对污染物的去除途径可分为吸附法和氧化苯并芘、苯、二甲苯、苯乙烯、氯苯和艾氏剂都较容易氧法。氧化法又可分为化学氧化法和生物氧化法。化分解，而对环氧七氯、氯丹、DDT和狄氏剂等则是无效4．1．1吸附预处理技术的。臭氧本身无残留、无毒害，但其与有机物反应的中间吸附预处理技术常用的吸附剂有活性炭、粘土等。产物有时可能是有毒、有害的，因产生小分子有机物，使活性炭吸附最能有效去除水中的有机物，并且可使致水中可生物同化有机碳增加，导致水的生物稳定性变突变活性从阳性转为阴性。粘土类吸附剂虽然货源充差，因此臭氧一般不单独使用，而需与活性炭联用。足，价格便宜，但大量粘土投入混凝剂中，势必增加沉臭氧除能氧化某些有害有机物变成无害外，可以淀池的排泥量，给生产运行带来一定的困难。有报道表增3JH,J,分子有机物便于活性炭吸附，由于很好地充氧，一15— 总第112期江西建材3／2010使活性炭表面生长良好的生物膜，可以生物降解未被效果，最大限度地去除消毒副产物的前体物，保证饮用氧化的有机物与被氧化成小分子的羧酸、醛，这样就兼水消毒副产物符合饮用水标准的方法。有化学氧化、物理吸附、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒4．3．2强化过滤四种作用。臭氧活性炭联用技术使处理后的出水水质滤池主要功能是发挥滤料与脱稳颗粒的接触凝聚大为提高，有机物的去除率达N3o％～50％左右，氨氮、作用而去除浊度、细菌。强化过滤就是让滤料既能去亚硝酸盐氮去除90％左右；色、嗅、味、浊度全面降低；浊，又能降解有机物，降解氨氮、亚硝酸盐氮。这样就需毒理学评价Ames致突活性从阳性转为阴性；延长了活要在滤料中培养生物膜，要既有亚硝酸盐菌，又要有硝性炭的再生周期，减少了运行费用。酸盐菌使氨氮、亚硝酸盐氮都得到有效去除。4．2-3膜分离技术5结语膜分离中的纳滤、超滤、微滤和反渗透所组成的水随着城市饮用水水源有机污染的加剧，生活饮用处理方法，对去除水中微米级的颗粒优于常规水处理水水质标准的不断提高，当前大多数水厂采用的常规技术中过滤能力，可有效除去水中的悬浮物、细菌、病水处理工艺已经满足不了这一新要求，需要在原来的毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等杂质，符合饮用基础上进行强化，或者在前面增加预处理工艺，在后面水水质不断提高的要求。膜技术已成为发达国家自来增加深度处理工艺。面对有机污染物日益严重的水源水制造主要的新工艺，膜分离技术也是2l世纪饮用水水，生产合格的饮用水是水处理工艺选择的基本原则，净化的优选技术。采用膜法工艺生产自来水优点是减基建投资、运行成本和维护管理是水处理工艺选择的少处理过程中的化学药剂的投加量，出水水质稳定，有必要条件，不同水源水是水处理工艺选择的技术因素。机物含量可大幅降低，操作易自动化。关键的问题在于而各种处理技术对不同分子量的有机物的去除效膜的成本和使用寿命。近年来由于膜用途广，批量生果不同。相对分子质量大于10000的胶体有机物主要通产，各种膜的价格连续下降，为在水处理中的应用创造过混凝、过滤去除；相对分子质量在1000～10000的有机了条件。物形态可能处于胶体与真溶液之间，混凝、过滤可去除4．2．4其它开展研究的新技术一部分，氧化剂氧化可使部分大分子量有机物氧化降除上述的处理方法外，一些其它方法如光催化氧解成小分子量有机物；500～3000相对分子质量的有机化技术、吹脱技术等也被用于深度处理饮用水中有机物能被活性炭有效去除，而小于lOOO~H对分子质量的污染物。有机亲水性强，主要有生物降解去除。4．3强化常规的水处理工艺以上述净水技术都需要新增加构筑物与设备。最参考文献：经济可行的是在现有工艺基础上进行改造。采取强化【1]王占生，刘文君．微污染水源饮用水处理【M】．北京：中国建筑混凝与强化过滤的办法，不增加构筑物，因此较其他工工业出版社，1999．【2】周云，何义亮．微污染水源净水技术及工程实例[M】．北京：化艺改造费用低，运转费增加不多。氨氮及亚硝酸盐氮的学工业出版社，2003．去除效率约80％，有机物CODMn15％～20％。[3】陆柱，蔡兰坤，丛梅．给水与用水处理技术【M】．北京：化学工4-3．1强化絮凝业出版社，2004．加强混凝沉淀则是通过改善混凝条件，使有机物【4]鄂学礼．饮用水深度净化与水质处N~[MI．北京：化学工业去除范围和去除率进一步扩大和提高。方法主要通过出版社，2004．调节PH值、改善混凝剂、改善水力条件、投加氧化剂助[5】金兆丰．21世纪的水处理【M]．北京：化学工业出版社，2003．凝剂等辅助手段来实现。实验表明，通过加强混凝沉[61t琳，王宝贞．饮用水处理技术【M]．北京：化学工业出版社，淀，可去除的有机物分子量范围可从10KD以上增大到20013KD，甚至更低。从而提高常规处理中天然有机物去除一l6一'