飲用水處理工藝技術的研究進展

1、飲用水處理工藝技術的研究進展 摘要： 摘要：飲用水的凈化技術與工程設施， 是從人類和水源污染及由此引起的疾病所做的長期斗爭中產(chǎn)生和發(fā)展起來的。 關鍵詞 關鍵詞： 飲用水 水處理工藝 深度處理工藝 1 前言 前言 飲用水的凈化技術與工程設施，是從人類和水源污染及由此引起的疾病所做的長期斗爭中產(chǎn)生和發(fā)展起來的。 19 世紀，歐美一些國家由于排出的污水、糞便和垃圾等使地表和地下水源受到污染，造成 霍亂、痢疾、傷寒等水傳染病的多次大規(guī)模的爆

2、發(fā)和蔓延，奪去了成千上萬人的生命。這些慘痛教訓，導致了傳統(tǒng)飲用水處理工藝的誕生。其代表處理流程是混凝→沉淀→過濾→投氯消毒，主要用以除去原水中的濁度和病原菌。 自 20 世紀 60 年代以來，隨著工業(yè)和城市的迅速發(fā)展，飲用水源不僅受到越來越多的城市污水和工業(yè)廢水等點污染源的污染，而且還受到更難控制的非點污染源的污染，給水中帶來了難以或不能生物降解的有機物。面對越來越多的有機物，傳統(tǒng)水處理工藝相形見拙，表現(xiàn)在： （1）不能有效去除各種有

3、機物。且氯化消毒產(chǎn)生的多種有機鹵化物，比其先質(zhì)毒性更大； （2）水廠沉淀池、濾池濾料層的含泥量中有機物的溶出與遷移會帶來有機物； （3）為改進絮凝，提高濾池效率，保證殺菌效果的多點投氯，為氯與水中的有機物（如富里酸、腐殖酸）反應生成 THMs 等消毒副產(chǎn)物創(chuàng)造了條件； （4）自來水在冗長的輸水管道及水塔、水箱等設施中，余氯與水中的有機物有時間進一步反應，又因為管網(wǎng)腐蝕、泄漏、接觸污染，會生成更多的 THMs，導致了二次污染。據(jù)北京市衛(wèi)生

4、防疫站的檢測，由于二次污染，有 15％的自來水超過飲用水標準。 新的挑戰(zhàn)，導致了飲用水處理的第二次革命：不僅要除去濁度和病原菌，而且還要除去多種多樣的有機和無機微量污染物。其處理途徑概括為二：一是對氯化消毒副產(chǎn)物（DBP）的前驅(qū)物（THMFP）加以控制，從而減少 DBP 的生成，如通過生物預處理法、臭氧-活性炭法、空氣吹脫法等方法處理后再進行氯化消毒；二是對自來水進行深度凈化，減少 DBP 的含量，可采用的方法有：分質(zhì)供水（管道或桶裝）

5、、多級蒸餾法、膜分離、離子交換、活性炭吸附等。 2 傳統(tǒng)飲用水處理工藝的改進： 2.1 混凝 混凝工藝主要去除水中的懸浮顆粒、濁度和消毒副產(chǎn)物（DBPS）的前驅(qū)物質(zhì)—天然有機物（NOM）。其效果與混凝藥劑品種、投加量、pH 值、攪拌程度、混凝劑和助凝劑投加順序、原水特性等因素有關?？焖賱×业幕旌?，利于混凝藥劑擴散和水中膠體的脫穩(wěn)。進入 80 年代，加強混合才成為給水界的共識，現(xiàn)常用的混合設備有：水力隔板混合、水泵混合、機械混合、靜態(tài)混合

6、器、混合池、槽等。在絮凝藥劑投加控中國城鎮(zhèn)水網(wǎng) www.chinacitywater.org(6)超臨界水氧化：利用水在超臨界狀態(tài)下能與有機物和氧氣（空氣）以任何比例互溶這種特殊性質(zhì)，使水中有機物得以除去。 優(yōu)點是： （1）效率高，處理徹底 （2）反應速率快，反應器結構簡單，體積小 （3）適用范圍廣 （4）不形成二次污染 （5）當有機物含量超過 2％就可依靠反應過程中自身氧化放熱來維持反應所需的溫度。但尚需考慮設備的腐蝕、鹽的沉淀、催化

7、劑的使用及熱量的傳遞等因素。 (7)濕式催化氧化法：在高溫高壓及催化劑存在條件下，空氣中的氧氣可以將有機物降解，其催化劑一般為貴金屬，催化劑的失活與再生有待于進一步研究，高溫、高壓的反應條件對反應設備提出了特殊的要求。 (8)超聲氧化法（UltrasonicIrradiation,UI）能將 THMs、氯酚、含氮酚完全或大部分氧化分解。超聲氧化法與臭氧結合，能加速對大腸桿菌等細菌的殺菌作用，并且比單獨使用 O3 節(jié)約用量 50%。 (9

8、)微波消毒：利用微波（1～120mm）熱效應和非熱效應及其它因素共同作用殺滅細菌，操作簡單，能耗低，且不產(chǎn)生二次污染. (10)高錳酸鉀氧化：能有效去除水中的多種有機污染物；能顯著控制氯化消毒副產(chǎn)物；用于預處理，可以破壞氯仿和四氯化碳的前驅(qū)物質(zhì)，并有一定的色、嗅、味的去除效果。缺點是：對高分子量、高沸點有機污染物， 去除效果很差； KMnO4 投加量控制不當時會引起水的色度和濁度增加； 另外,反應中生成 MnO2產(chǎn)生了額外的污泥。 高錳

9、酸鉀與粒狀活性炭聯(lián)用，由于相互促進的協(xié)同作用，對原水表現(xiàn)出優(yōu)良的去除效果。 (11)高鐵酸鉀氧化：通過其強烈的氧化作用，殺死了菌體，它集消毒、絮凝、氧化、吸附及助凝于一體，具有殺毒效果好、功能多、安全性好、應用廣的優(yōu)點，但高鐵酸鉀不穩(wěn)定，難于制備。 (12)磁化消毒：利用磁場降解水中的污染物。其影響因素有：磁場力、水流流速、流體與磁體表面的接觸面積、懸浮顆?；蛐跄w的粒徑、懸浮顆粒的磁化率等。磁分離設備簡單、易實現(xiàn)自動化、處理量大,不受

10、自然溫度的影響。用于水的殺菌消毒處理、不會產(chǎn)生有害的副產(chǎn)品、能同時凈化多種污染、可處理礦化度較高的水源、可去除那些耐藥性和毒性很強的病原微生物、細菌以及一些難降解的有機物等。通過投加磁種和混凝劑， 可使各種性質(zhì)的弱磁性微細顆粒甚至半膠體顆粒在高梯度磁場中能得到高效去除。 但是，由于剩磁作用，被吸附的磁性顆粒難以被沖洗干凈，影響著下一周期的工作效率。 (13)表面接觸消毒技術：將消毒介質(zhì)固定化，避免了對環(huán)境的二次污染；并可進行回收利用；但