饮用水深度处理技术研究

　　【摘要】：随着饮用水源污染的日益加重以及饮用水水质标准的日益提高，水厂采用的传统处理工艺不能有效地去除污染物，不能满足新饮用水水质标准的要求。因此，在饮用水常规处理工艺基础上，出现了深度处理技术。但我们还必须探讨将其与传统工艺经济有效地结合，以达到有效地改善水质状况，提高饮用水化学稳定性和生物安全性。
　　【关键词】：饮用水；深度处理；水质；工艺
　　
　　水是人们生活和社会生产必需的基本资源之一，水资源的状况直接影响着经济社会发展和人们生活水平的提高。随着饮用水源污染的日益加重以及饮用水水质标准的日益提高，我国大多数水厂采用的传统处理工艺不能有效地去除污染物，不能满足新饮用水水质标准的要求。我国正在经历前所未有的水问题转型，正以相对稀缺的水资源、相对有限的水环境容量和十分脆弱的水生态系统，承载着日益扩张的庞大人口规模和高增长、高强度的社会经济活动，面临着前所未有的压力。
　　因此，在饮用水常规处理工艺基础上，出现了深度处理技术，以去除水中溶解性有机物和消毒副产物，有效地提高和保证了饮用水的质量。当前饮用水深度处理技术，已取得了长足的进展，各种经济实用的深度处理技术，正逐渐得到广泛应用。
　　一、饮用水深度处理技术阐述
　　随着水体污染日益严重，水厂常规二级处理后的出水，在某种程度上已不能满足人们对水质的要求。深度处理是在常规处理工艺之后，为进一步提高饮用水水质而采取的净化措施。伴随着水质的污染与净化、人体健康的危害与安全，饮用水深度处理的研究道路将充满挑战。当前的深度处理技术有活性炭吸附法、臭氧处理、膜分离技术、生物预处理法、强化混凝法以及高级氧化技术。
　　二、饮用水深度处理技术的实际应用
　　1.光化学氧化技术
　　光化学氧化是通过化学氧化和光辐射的共同作用，使水中产生许多活性极高的羟基自由基。这些自由基易破坏水中难降解有机物的结构。其氧化效果与速率要比单独使用化学氧化剂或光辐射好得多，当前研究较多的有光催化氧化和光激发氧化。但光催化氧化在实际运用中还存在一些问题。催化剂长期使用后的中毒、再生回收以及对饮用水的安全问题还有待进一步的深入研究，且该工艺所需设备复杂，处理费用高，限制了它的大规模应用。
　　2.活性炭吸附工艺
　　由于活性炭本身构造，决定了它具有较强的吸附性能，当含有微量污染物的水流流经活性炭床时。水流中的杂质被炭床机械截留，可降低出水浊度；同时它还可吸附水中一些溶解性非极性有机物，去除了部分因高分子有机物产生的色度，减少水中高锰酸钾耗氧量；活性炭能分解水中余氯，去除自来水因余氯造成的嗅和味。活性炭主要形态有：粒状炭、粉末状炭、纤维炭、烧结炭、炭毡等。但活性炭净水工艺对水中有机污染物去除率低<25％，特别是对溶解性极性有机物，CODMh减少量低，但由于吸附容量是有限，失效很快，炭的更换频繁，运行费用高。当前市场上净水量以此种工艺居多。
　　3.饮用水深度处理新技术
　　将膜技术与生物技术组合形成生物一膜反应器，大大提高生物处理的效率，同时也提高了出水水质。生物膜反应器是以超滤膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物反应器组合构成的一种新型生物处理装置。该技术将光催化活性与活性炭的吸附性能结合于一体，增强了活性炭的净化能力，使活性炭能将所吸附的有机物完全降解，不会产生二次污染，又能使活性炭在普通太阳光照射下即能恢复活性，极大地延长了活性炭的使用寿命。
　　由于超滤膜能很好地截流来自生物反应器混合液中的微生物絮体、分子量较大的有机物及固体悬浮物质，并使之重新返回到生化反应器中，这就使反应器内的活性污泥浓度得以大大提高，从而能有效地提高有机物的去除率，系统所排放剩余污泥也很少。活性炭载体的吸附能力又为光催化反应提高浓度环境，提高了反应速率。
　　三、饮用水深度处理工艺的选择
　　虽然深度处理技术，对控制饮用水污染和提高水质，发挥了较好的作用，但它们均存在局限性。因此应根据各处理工艺的特点、经济运行成本以及各水厂的实际情况，综合考虑，优化工艺，寻找总费用最低且可行的适合本厂的饮用水处理工艺方案。
　　依据《给水排水工程预算与经济评价手册》中构筑物技术经济指标，几种饮用水深度处理技术的去除效果与投资费用。针对上述各种工艺的特点和局限性，饮用水深度处理工艺的选择，是非常重要的。要根据各原水水质和控制目标的不同，深入探讨，寻找总费用最低且可行的优化工艺方案。
　　如出水中超标的是细菌学指标，水厂首先应考虑的是加强消毒（主要是延长接触时间和合理选用消毒剂）和降低浊度，不一定要增加新的工艺构筑物。若原水中有机物含量较高，首先看生物可降解的有机物占多少，如果降低可降解有机物能使出水水质达标。生物预处理技术对氨氮、亚硝酸盐氮能很好地去除。对铁、锰的去除也有较好效果，对有机物的去除效果一般，对色、味的去除也有一定效果，还能减少药剂投加量。一般讲选用生物预处理方式是合理的，也就不必非采用生物活性碳工艺。
　　若水中超标物质能用氧化方式解决，就可考虑采用类成品氧化剂，不但工艺简单，还有相当的吸附能力，但要注意氧化后是否会产生大量新的有机物，以致影响后续工艺。O3-BAC工艺和膜技术的改造费用和运行费当前均较高。但随着膜技术的进步，超滤/纳滤膜价格日益下降。生产应用规模也将逐渐扩大，当前已有万m3/d级的水厂建成投产。若水中超标物质能通过加强吸附而去除，对分子量高的有机物，加强混凝过程也有相当的效果。综合以上这些考虑，用超滤/纳滤工艺替代常规水处理工艺，可以不向水中投药或少投药，减少投药对水质带来的影响。并便于实现水厂自动化，对饮用水深度处理工艺的选择就很明确了。
　　四、结论
　　综上所述，饮用水深度处理技术是在水源受微污染影响，水厂常规处理后的水质不能满足要求的情况下出现的深度处理技术能较好地去除水中溶解性有机物，特别是对三致物质的去除，满足了人们对不同水质的要求。随着水源污染的日趋加剧和水质标准的日益提高，饮用水的深度处理问题已受到越来越多的重视，各种适合去除不同污染物质的深度处理技术也日益涌现。
　　饮用水深度处理技术虽然能在很大程度上扩大常规水处理范围和提高水质，但我们还必须进一步探讨将其与传统工艺经济有效地结合，从实际经济成本考虑，根据不同水源和出水水质要求，合适选择深度处理工艺，以达到有效地改善水质状况，提高饮用水化学稳定性和生物安全性的目的。
　　【参考文献】：
　　[1]王于志，饮用水深度处理试验研究，环境保护[J]，2010年10月
　　[2]吕锡武，饮用水深度处理技术进展[J]，电力环境保护，2010年3月
　　[3]王宝贞，活性炭与超滤组合工艺深度处理技术[J]，给水排水，2011年5月

《饮用水深度处理技术研究》

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