常用水厂深度水处理技术解析 4页

'常用水厂深度水处理技术解析1中山市供水有限公司广东中山528403；2广东中山建筑设计院股份有限公司广东中山528403【摘要】对目前常用的水厂饮用水深度处理工艺进行了综述，分別介绍了活性炭吸附法、深度氧化法和膜过滤法的技术原理、研究进展与应用特点，为供水企业实施技术改造和提高饮用水质提供一定的理论参考。【关键词】水厂饮用水；深度处理；技术进展0引言水厂饮用水处理技术括预处理、常规处理、应急处理和深度处理［1】等，常规和应急水处理以物理沉降法、化学混凝法和生物分解法等相互搭配的多级联合处理最为常用，主要目的是除去悬浮颗粒、胶体和微生物等，往往不能除去特征有机污染物，所以还需合适的深度水处理进行补充。按技术分类，目前常用深度水处理可分为活性炭技术、深度氧化技术与膜分离过滤技术等。国内外对于深度水处理技术己开展了大量实验研究与生产应用,并取得了一定成果［2］。木文综述了常用水厂深度水处理技术，分别介绍了各自具体处理方法及优缺点，为供水企业的技术改造工作提供一定的理论参考。1活性炭吸附处理活性炭技术原理是利用石墨微晶不同孔径结构的物理吸附能力，以及表面极性含氧有机官能团的分子间作用力，从而对有机污染物分子进行吸附。活性炭具有比表面积大、物化性能稳定、经济易得等特点，广泛应用于饮用水处理、化工催化、废气吸收等工业与生活领域。根据材料制备来源不同可将活性炭划分为果壳碳、煤质碳、木质碳和骨质碳，其中果壳碳因孔径最小而得到较多关注。根据材料存在形态不同可将活性炭分为颗粒碳、碳纤维与粉末碳活性炭的性能表征手 段一般参照国标(GB/T12496.6-1999)和相关行标(DL/T582-2004)规定，以粒度、表观密度、灰分、pH、漂浮率等作为物理指标，以对碘、亚甲基蓝和苯酚或木质素、单宁酸等吸附值测定作为化学指标。供水处理活性炭应具冇吸附性好、机械强度高、化学稳定性好等特性，质量符合中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T345-2010《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》。实际应用中较少采用单一活性炭吸附处理，0前活性炭发展趋势一是对其进行改性处理以提高吸附能力，如在活性炭表面复合一层生物膜制成生物活性炭、利用一定功率的微波辐射改性等；二是进行活性炭再生以提高使用效率，可用方法有催化氧化法、药剂洗脱法、高温加热法等；三是采用活性炭与其他深度处理技术的联用，如已得到成熟应用的臭氧生物活性炭处理技术。该技术先对饮用水进行臭氧处理，将高分子有机物分解为小分子如CH2CI2、CHCI3等，再通过生物活性炭滤池吸附臭氧处理产生的小分子产物，既弥补了臭氧处理无法解决部分小分子冇机物的缺陷，又提高了生物活性炭对有机物的吸附量和工作寿命。2深度氧化处理深度氧化处理技术［3】是指在声、光、电、催化剂等因素作用下产生自由羟基(？OH)，从而将有机污染物氧化或完全矿化为小分子化合物，该技术主要包括化学催化氧化、光催化氧化、湿式氧化、超声空化和电化学氧化等，具有降解效率高，环境友好，普适性强等特点。Fenton法是0前应用最为普遍的深度化学催化氧化处理。Fenton法因强氧化试剂(Fe2+/H2O2)及其发明人Fenton而得名，在广义上是指采用光辐射(UV)、催化剂(C2O2-4、EDTA)、或电化学手段，使得H2O2产生较强自由羟基以氧化有机物，iiFe2+还原为Fe产生混凝作用的技术。Fenton法具有较强氧化能力，可以有效氧化多种传统难分解的有机物。光催化氧化一般以半导体如纳米Ti02等作催化剂，Ti02填满电子的价带和空电子的导带之间存在禁带，当hυ(光照能量)≥d(禁带宽度)吋，价带上电子受激发发生跃迁，从而形成光电子和价带空穴，光电子和空穴受电场作用分别迁移至粒子表面。空穴具冇极强的捕获电子能力即强氧化性，可将冇机 物羟基和水分子氧化为自由羟基（？0H），从而实现对有机物降解。湿式氧化则是利用高温高压条件下（150〜350oC，0.5〜20MPa）氧化剂如02、03、H2O2等在液相中溶解度和传质系数升高，使得氧化剂与冇机污染物之间发生自由基反应。湿式氧化在处理含汕量和COD高的饮用水方面，具有良好应用前景，iL能耗少无二次污染。超声空化是利用超声波产生空化气泡，冇机物在空化气泡提供的高温高压环境下容易发生物化反应，降解过程包括热分解、超临界氧化和自由基氧化。首先，在空化泡内发生热分解，产生大量热量使空化泡中有机分子汽化并分解。其次，空化泡内的高温高压可产生超临界水，超临界水具冇优良传质和氧化性能，可将有机物氧化为C02和H20。最后，空化泡产生的热量还能将水分子分解为较高活性的H?和?0H自由基，自由基可进入水溶液将其中溶解的有机物氧化。电化学氧化主要是通过电解池产生的强氧化剂如NaCIO、K2S2O8、CaC2O4等间接降解有机污染物，因多功能性、高灵活性及易操作性受到越来越多研究者的关注，但存在成本过高、产生二次污染等问题，因此实际单独应用较少，往往与其他方法耦合使用。3膜过滤处理膜过滤分离的技术原理是以膜内外一定压力差、温度差、浓度差或电位差等作为推动力，利用分离膜的滤孔尺寸能够滤过小粒径的水分子，而挡住大分子冇机污染物的特点，从而收集到能够饮用的纯浄水，因而该技术的关键在于膜材料的选择与表征。膜技术具有处理效率高、占地面积小、产能稳定、操作维修方便、不产生二次污染等优势，但膜技术也存在一次投资成本和运行费用较高、易受到污染而出现性能劣化、需要定期清洗维护、技术研究还不够成熟等问题。根据截留性能的不同，常用压力差膜技术可分为超滤（UF）、微滤（MF）、纳滤（NF）和反渗透（R0）,四种膜技术的特点及参数如表1所示。不冋类型膜技术的偶联是中水处 理的应用趋势，一般先采取MF和UF作为预处理，再有选择地利用纳滤或反渗透技术。4结语关于水厂饮用水深度处理技术的研究目前较为广泛，但是考虑到水厂原水中存在较多污染物，可能含有过量有机物、重金属、藻类植物等，且有害成分差异性大，因此无法采取一种公认最佳的处理工艺，只能在兼顾环境友好和资源节约的目标下，根据具体水质、环境及企业自身情况进行合理选择，以达到国家标准的排放要求。参考文献：[1】叶少帆，王志伟，吴志超.微污染水源水处理技术研究进展和对策分析[J].水处理技术，2010(06)：22-28.[2】杨敦，徐扬.生活饮用水的深度处理技术[」].给水排水，2007,33(z2)：226-230.'