自來水廠凈水處理工藝探析

李文博海口市瓊山自來水總公司，海南?？?571100

0 引言

水是人類生存的生命線，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國飲用水資源總量為2.8億m3，居世界第6位，但人均占有量為2 300m3，約為世界人均值的1/4。改革開放以來,我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，同時也面臨著嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題，各地流域水體普遍遭受不同程度的污染。隨著城鄉(xiāng)一體化規(guī)劃的實施，供水需求快速增加，然而由于河流水質(zhì)普遍較差，已找不到潔凈的飲用水源。為了解決這一嚴(yán)重供需矛盾，加強(qiáng)自來水廠凈水處理，使之能用于生活飲用水的水源，以克服清潔水源短缺的困擾，已經(jīng)成為社會關(guān)注的熱點，本文就自來水廠凈水處理工藝進(jìn)行探析。

1 自來水廠凈水常規(guī)處理工藝概述

城市自來水廠水處理的任務(wù)是通過必要的處理方法去除水中雜質(zhì)，使之符合生活飲用水的水質(zhì)要求，故處理方法應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)確定。此處僅列出自來水廠凈水常規(guī)處理工藝。常規(guī)處理工藝主要處理對象為水源水中的懸浮物、膠體物質(zhì)和病原微生物等。它主要是由混凝、沉淀或澄清、過濾和消毒等工序組成，該工藝仍為中國和世界上大多數(shù)水廠所采用。

“混凝-沉淀-過濾-消毒”是以地表水為水源的生活飲用水常規(guī)處理工藝，去除對象是引起水渾濁的懸浮物及膠體物質(zhì)?；炷⒊恋砗瓦^濾在去除濁度的同時，對色度、細(xì)菌和病毒等也有一定去除作用。再通過向水中投加氯氣、漂白粉，或二氧化氯等消毒劑，殺滅濾后水中致病微生物，達(dá)到飲用水水質(zhì)要求。

2 深入處理工藝

深入處理工藝中較為普及的是活性炭技術(shù)?；钚蕴靠蓱?yīng)用于空氣凈化和給水、廢水處理，用來分離或收集空氣和水介質(zhì)中的雜質(zhì)。顆?；钚蕴亢头勰┨孔饔孟嗤?，均可用于水處理。顆粒炭不易流失，可再生重復(fù)使用，用于污染較輕，需連續(xù)運行的水處理工藝?；钚蕴繛V池為給水處理中的深度處理工藝，可以有效地去除水中色度、異嗅異味和溶解的有機(jī)污染物，提高供水水質(zhì)。顆粒活性炭在使用過 程中根據(jù)原水水質(zhì)情況定期進(jìn)行反沖洗。一般采用水沖的形式，6天反洗一次，反沖強(qiáng)度需達(dá)到 30% 以上的濾池膨脹率。新炭主要以物理和化學(xué)吸附為主，使用一定時間炭表面形成生物膜后，則以生物降解作用為主。當(dāng)評價活性炭吸附效果的指標(biāo)降低到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以下，或某種污染物指標(biāo)穿透炭床時就必須進(jìn)行更換或再生。新炭使用時需要浸泡 24～48h，之后還應(yīng)進(jìn)行反沖洗，以便去除殘存的活性炭中的焦油及炭粉等雜質(zhì)。反洗次數(shù)和排水濁度可根據(jù)處理水用途確定，給水處理活性炭反洗排水濁度一般可控制在2～5NTU 。粉末活性炭在處理水中突發(fā)嗅味、工業(yè)污染物方面有很好的應(yīng)用。

1）除臭和除味。除臭和除味的方法取決于水中臭和味的來源。用活性炭吸附、氧化劑氧化等方法去除水中有機(jī)物所產(chǎn)生的臭和味；用微濾機(jī)或氣浮法去除因藻類繁殖而產(chǎn)生的臭和味；采取除鹽措施解決溶解鹽類所產(chǎn)生的臭和味等。

2）除鐵、除錳和除氟。當(dāng)溶解于地下水中的鐵、錳含量超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時，常采取氧化法和接觸氧化法除鐵、除錳。當(dāng)水中含氟量超過1mg/L時，可采取活性氧化鋁或反滲透及電滲析法除氟。

3）軟化和淡化。軟化處理的對象是水中的鈣、鎂離子，主要方法有離子交換法和藥劑軟化法。淡化處理對象是水中各種溶解鹽類，即將高含鹽量的水，如苦咸水或海水處理到符合生活飲用水要求。主要方法有：蒸餾法、電滲析法和反滲透法等。

3 先進(jìn)的自來水廠凈水處理工藝——“膜”法水處理工藝

水資源短缺成為世界范圍內(nèi)普遍關(guān)注的問題，中國的缺水形勢尤為嚴(yán)峻。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用水量劇增，而水處理設(shè)施的相對落后使水環(huán)境質(zhì)量呈持續(xù)惡化的趨勢。目前，我國60%～70%的水廠采用的仍是第一代的水處理工藝，即沉淀消毒法，這一工藝對水源地的水質(zhì)要求較高。但由于有些地區(qū)水質(zhì)上的先天不足，對水廠的水處理系統(tǒng)提出了更高的要求。膜-生物反應(yīng)器（MBR）等膜法水處理技術(shù)是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，由于具有出水水質(zhì)優(yōu)良、裝置占地面積小等特點，且膜使用壽命長達(dá)10年左右，從目前技術(shù)來看，膜技術(shù)能夠非常有效的提高水的生物安全性，例如超濾膜，孔徑有幾十納米，原則上說可以講水中間一切微生物截留下來，使得水的安全性大大提高一步，在污水處理與回用中有很好的應(yīng)用前景。目前，加拿大澤能環(huán)保工程公司生產(chǎn)制造浸沒式超濾膜，已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

“膜”法水處理工藝就是利用天然礦石、超濾技術(shù)、反滲透技術(shù)等多道物理過濾，實現(xiàn)對自來水的生物與化學(xué)污染的多級屏障。其中，反滲透膜裝置是該處理工藝的核心部分。經(jīng)反滲透膜的深度處理，能去除水源中絕大部分無機(jī)鹽、重金屬離子以及有害物質(zhì)，使水質(zhì)達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。如杭州灣新區(qū)航豐自來水廠航豐公司投入9000多萬元建設(shè)了一期5萬t供水項目，其中第三代水處理工藝——“膜”法水處理工藝的設(shè)備投入就花掉了5000多萬元，這一投入是普通5萬t水廠項目投入的2倍還要多。為確保供水安全，公司實現(xiàn)了所有設(shè)備全自動化控制，可以有效地避免人為操作產(chǎn)生的失誤；同時，公司還安裝了視頻安保系統(tǒng)，一旦有設(shè)備出現(xiàn)異常或人為破壞情況產(chǎn)生，系統(tǒng)就會自動報警。自2004年建成投用以來，就受到了許多國內(nèi)同行的關(guān)注，杭州、上海、深圳、北京的同行紛至沓來，向航豐公司學(xué)習(xí)取經(jīng)。目前，航豐公司采用“膜”法水處理工藝，水處理達(dá)標(biāo)率連續(xù)5年達(dá)到100%，并通過慈溪市、寧波市和國家相關(guān)水質(zhì)檢測，水質(zhì)完全符合國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

隨著人們生活質(zhì)量的提高，對水質(zhì)要求也越來越高。在飲用水處理傳統(tǒng)工藝上采取一些改進(jìn)措施既經(jīng)濟(jì)又有效，上述建議主要是針對水處理工藝的部分改善。良好的水源也是高質(zhì)量出廠水的保證因此建立和完善相關(guān)法律規(guī)范，加強(qiáng)對地表水的保護(hù)措施，提高人們的環(huán)境保護(hù)意識，才是從根本上提高水質(zhì)的保障。

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