給水預處理技術(shù)綜述

孫洋洋 劉洋 田六一

摘要：水在人們生活和生產(chǎn)活動中占有重要的地位，無論何時何地都要保證水量的充裕，水質(zhì)的合格，而且不僅要滿足近期的需要，還要兼顧到今后的發(fā)展。給水預處理是水處理中保證水質(zhì)合格的重要工藝單元，主要是指在常規(guī)處理工藝前面采用物理、化學或生物的處理方法，對水中的污染物進行初級處理，使常規(guī)處理工藝發(fā)揮更好的作用，減輕后續(xù)處理工藝的負擔，改善和提高出廠水水質(zhì)。常用的給水預處理技術(shù)化學法如臭氧或高錳酸鉀氧化法，物理法如粉末活性炭吸附法，生物法如生物氧化法等。預處技術(shù)不僅可以提高出水水質(zhì)，而且可以簡化后續(xù)水處理工藝，所以新的預處理方法還在繼續(xù)探索當中。

關(guān)鍵字：預處理技術(shù)，化學法，物理法

中圖分類號：TK223.5文獻標識碼：A

一、前言

水是生命之源，對于不受污染的天然的水源而言，飲用水的處理對象主要是去除水中的懸浮物、膠體和致病微生物。對此常規(guī)處理是十分有效的，但是水中往往含有多種有毒有害的物質(zhì)，特別是致癌、致畸、致突變的“三致物質(zhì)”以及“三致”的前體物質(zhì)是很難用常規(guī)法去除的[1]。這些物質(zhì)對人體存在相當大的危害，因此常常在常規(guī)處理前增加預處理。此外預處理技術(shù)還能兼具除味，除臭，除色的作用。總之，預處理不僅可以提高水質(zhì)，保證人們飲用水的安全，還能提高常規(guī)處理或者深度處理的效率。

二、預處理方法

（一）、化學預氧化

化學預氧化法是利用氧化勢較高的氧化劑來氧化分解或轉(zhuǎn)化水中污染物，具有除臭、除味、去除還原性無機物、初步降解有機物的作用，并能滅活藻類和微生物，降低其對后續(xù)工藝的不利影響?；瘜W預氧化對水中顆粒物的影響歸為四類:1.單獨預氧化顆粒物濃度、改變顆粒物尺寸分布；2.預氧化改善過濾階段的顆粒物去除效果, 并延長濾池運行時間；3.預氧化影響金屬鹽類的混凝效率, 導致沉淀、氣浮和快速過濾后總顆粒數(shù)減少, 濁度降低；4.預氧化影響混凝階段溶解性有機物的去除，以及DOM與混凝化學藥劑的作用。

氯是最早且應(yīng)用最廣泛的消毒、殺藻水處理劑，但由于會生成THMs和HAAs 等消毒副產(chǎn)物，且對藻類細胞釋放的代謝物、藻毒素以及臭味物質(zhì)等去除效果有限，同時預氯化會影響活性炭的吸附性能, 使活性炭碘吸附值略微降低，破壞活性炭的微孔結(jié)構(gòu)，影響活性炭吸附相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)的能力[4]，因此，水廠必須十分謹慎采用預氯化。氯氨預氧化在去除和控制消毒副產(chǎn)物生成勢(THMP) 上與氯效果相同，但是，氯氨預處理更能持續(xù)殺滅細菌等有機體。與氯相比，ClO2預氧化具有更好的除藻、去臭的能力。

此外，高錳酸鉀也是一種常用的強氧化劑，用于去除水中鐵、錳、臭味、色度等。高錳酸鉀對水中溶解性錳的去除取決于混凝階段的pH。雖然目前未發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀預氧化生成規(guī)定的副產(chǎn)物，但是高錳酸鉀氧化增加了腐殖酸和其他親水物質(zhì)的碳不飽和雙鍵的含量，使其鹵代活性增加，而使富里酸和親水酸的不飽和雙鍵的含量降低，從而降低了其鹵代活性。與高錳酸鉀相比，高錳酸鹽具有更好助凝、除藻作用。

（二）、物理預氧化

粉末活性炭作為一種提高出水水質(zhì)和應(yīng)對原水突發(fā)性污染的有效措施，專家已經(jīng)進行了深入研究，并在國內(nèi)外水廠中得到廣泛應(yīng)用。主要依靠分子力引起，在一定條件下可以發(fā)生解吸。容易受溫度，pH，時間，濃度等多種因素影響。針對水中主要致臭物質(zhì)的研究表明，PAC吸附對臭味物質(zhì)的去除主要生在前一小時內(nèi)，而且煤質(zhì)PAC對MIB有更高的去除率，但余氯和有機物的存在降低PAC對臭味物質(zhì)的吸附容量。當混凝過程中生成的絮體尺寸與粉末活性炭尺寸相當時，粉末活性炭除臭效果最佳。除了對臭味物質(zhì)有很強的吸附效果， 粉末活性炭可有效去除水中的微囊藻毒素。

紫外技術(shù)近年來在污水處理和飲用水處理方面均有較廣泛的應(yīng)用，但在飲用水處理中的應(yīng)用目前還僅限于后續(xù)工藝的消毒階段。紫外線殺菌就是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA結(jié)構(gòu)，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。紫外線是以電磁輻射光譜的形式存在的, 因此它的效力基本不受化學水質(zhì)參數(shù)的限制[5]，例如，水中的pH、溫度、堿度和總無機碳均不影響紫外線作用的總體效力。水中存在的某些溶解或懸浮物質(zhì)會對微生物起屏蔽作用，而使其不受紫外線作用，紫外線殺菌屬于純物理消毒方法，具有簡單便捷、廣譜高效、無二次污染、便于管理和實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，新型紫外線燈管的推出，其應(yīng)用范圍也不斷在擴大。

（三）、生物預處理

生物接觸氧化法就是在常規(guī)物理化學處理工藝前增設(shè)生物處理裝置并輔以曝氣充氧，借助于這套裝置中富集微生物群體的新陳代謝去吸收、分解和利用水源中的各種污染物，它又被稱為浸沒生物濾池[5]。既可以改善了水的混凝沉淀性能，使后續(xù)常規(guī)工藝順利進行，又減少了水中的“三致”物前體物的量, 降低了致突變活性, 改善了出水水質(zhì)量, 減少了細菌在配水管網(wǎng)中重新滋生的可能性。在運行過程中容易受到多種因素的影響如水溫，濾速，生物種類等[7]。但是，目前限制該工藝發(fā)展的因素有很多，例如在運行過程中需增設(shè)曝氣設(shè)備和填料沖洗設(shè)備；反應(yīng)條件較嚴格；與常規(guī)工藝比，需要一定的成熟期。綜上所述，若選擇生物處理工藝，并且使其達到預期的處理效果，就應(yīng)該更加深入了解微生物種類及其相互作用關(guān)系、生長環(huán)境條件、變遷規(guī)律及其控制因素等。

（四）、預處理方法的組合使用

現(xiàn)實生活中的污水一般成分復雜，往往需要疊加使用兩種或以上的預處理工藝來保證處理效果。通過大量的實際研究和探索，對不同的預處理技術(shù)組合只用，可有效提高對CODMn、氨氮和亞硝態(tài)氮的去除效果。高錳酸鉀和臭氧的組合氧化要比單獨使用臭氧氧化更能適應(yīng)水力和水質(zhì)條件的變化，pH的適應(yīng)范圍更寬；在高錳酸鉀和預氯化聯(lián)用方面, 聯(lián)合消毒能高于單獨投加高錳酸鉀的情況，并且在降低微生物指標上二者聯(lián)用具有協(xié)同作用，同時能減少60%消毒副產(chǎn)物等等。

總結(jié)

如今，各國經(jīng)濟蓬勃發(fā)展所帶來的環(huán)境問題日趨嚴峻，尤其是水源污染，從而影響到飲用水質(zhì)，直接影響到人們的身體健康。國內(nèi)外研究表明目前多種疾病，痢疾、傷寒、癌癥等均與飲用水有關(guān)，所以提高飲用水質(zhì)刻不容緩。給水預處理技術(shù)的發(fā)展將會在未來發(fā)揮更重要的作用。

參考文獻：

[1]張自杰，顧夏聲.給水工程.中國建筑工業(yè)出版社.

[2]劉衛(wèi)華，季民，楊潔，等. 高藻水中污染物氧化降解及鹵代烴生成的控制. 中國環(huán)境科學.

[3]張紅專, 高乃云, 王海亮, 等. 給水預臭氧化與預氯化對比試驗研究. 給水排水

[4]孫國芬,喬鐵軍. 預氯化對生物活性炭濾池運行的影響. 凈水技術(shù), 2007, 2

[5]紫外線給水預處理技術(shù)的試臉研究 劉茜張金松尤作亮 深圳市水務(wù)(集團)有限公司水技術(shù)研究所

[6]給水生物預處理工藝中生物相變遷規(guī)律及作用李偉英( 同濟大學環(huán)境科學與工程學院, 上海 200092第15 卷，第2 期

[7]生物濾池作為給水預處理的初步研究。羅祥麒，胡家俊 同濟大學