自來水廠水處理工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

邵文杰

【摘要】：自來水廠的水處理工藝，意味著通過科學(xué)有效的方式來處理水中的各種雜質(zhì)，隨著社會的發(fā)展，人們對飲用水水質(zhì)的要求也越來越高。我們應(yīng)該使用什么樣的水處理技術(shù)，這需要有針對性地根據(jù)不同情況的水源來決定選擇，從而確保人們得到安全可靠的自來水。本文簡要分析了我國自來水廠水處理工藝幾種應(yīng)用技術(shù)及未來給排水工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】：自來水廠；處理工藝；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1、我國自來水廠水處理工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在常規(guī)的水處理工藝中，主要處理病原微生物的水源、膠體物質(zhì)和懸浮物。我國自來水廠一般采用混凝、沉淀、過濾和消毒常規(guī)工藝凈水技術(shù)（圖1），該工藝仍為國內(nèi)大多數(shù)自來水廠所采用。混凝工藝中的混凝劑一般使用聚合氯化鋁、三氯化鐵和硫酸鋁等，至于助凝劑和混凝過程中的pH調(diào)節(jié)則很少使用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已發(fā)展了多種適合各地情況的不同形式和性能的處理構(gòu)筑物，如快速混合、水力或機(jī)械攪拌的絮凝設(shè)施；不同結(jié)構(gòu)和型式的沉淀、澄清池；帶有氣水反沖洗、均質(zhì)濾料、多層濾料的過濾設(shè)施等，其中V型濾池已得到廣泛應(yīng)用。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，液氯是目前國內(nèi)水廠使用最多的消毒劑，也有水廠采用次氯酸鈉或二氧化氯作消毒劑。自來水水處理工藝上述常規(guī)工藝一直被我國自來水廠視為自來水凈水工藝的基本環(huán)節(jié)，以符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足人們對生活用水的需求。

1.1預(yù)處理工藝

預(yù)處理工藝是在常規(guī)處理工藝之前，預(yù)先用物理、化學(xué)、生物的方法對水源進(jìn)行處理，例如氧化作用、吸附和生物絮凝等，用于去除水中的氨氮、有機(jī)污染物、異臭、亞硝酸鹽氮及鐵、錳等，從而減輕常規(guī)工藝中的處理負(fù)擔(dān)，進(jìn)而改善和提高飲用水的質(zhì)量。

自來水廠在進(jìn)行凈水處理的過程中，都會采取預(yù)處理工藝對水源進(jìn)行預(yù)處理。自來水廠進(jìn)行預(yù)處理工藝主要分為化學(xué)氧化預(yù)處理工藝、生物預(yù)處理工藝以及吸附預(yù)處理工藝?；瘜W(xué)氧化預(yù)處理工藝主要采用臭氧氧化，臭氧預(yù)氧化能夠消除水中的浮游生物、病毒、細(xì)菌和孢子等一些可以導(dǎo)致疾病的微生物，在長時間氧化的過程中還能夠滅除一些隱孢子蟲等難去除的微生物，還有除藻和去除臭味的作用。生物預(yù)處理工藝主要是生物膜技術(shù)，這種技術(shù)手段能夠有效吸附水源中有害物質(zhì)和異味。另外生物膜在吸附微生物的過程中，還能加快微生物新陳代謝的速度，使得水源中有害物質(zhì)和微生物能夠在最短的時間內(nèi)溶解。吸附工藝主要手段是粉末活性碳，尤其適用于水質(zhì)季節(jié)性及突發(fā)性事故的水源凈化處理，粉末活性炭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)。

1.2 深度處理工藝

隨著社會的發(fā)展，人們對飲用水的要求也越來越高，在對水源進(jìn)行水處理的時候，僅僅采取常規(guī)工藝和預(yù)處理方法并不能全面清除水源中的有害物質(zhì)和病菌，因此在這個過程中還應(yīng)該進(jìn)行深度處理。這樣才能保證自來水達(dá)到直接飲用的狀態(tài)。采用顆粒活性炭進(jìn)行過濾是目前所有飲用水深度處理技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種深度處理技術(shù)，其根本原因在活性炭本身就具有一定吸附作用，能夠有效分離水中的雜質(zhì)，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，對于提升飲用水水質(zhì)具有非常重要的作用。 活性炭濾池處理工藝的缺點(diǎn)是基建和運(yùn)行費(fèi)用較高，容易滋生細(xì)菌產(chǎn)生亞硝酸鹽等致癌物，不能夠適應(yīng)突發(fā)性污染或相對短期污染，并且如何判斷活性炭濾料失效，需要更換或者再生，目前還沒有一個統(tǒng)一固定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將成為今后給排水工藝的研究課題。

2、自來水廠處理工藝發(fā)展趨勢

隨著近年來水體污染的加劇，我國自來水廠水處理工藝面臨的挑戰(zhàn)也越來越大，主要有臭氧化副產(chǎn)物問題，生物安全性問題和藻類分泌藻毒素問題。其中臭氧化副產(chǎn)物主要有兩種，溴酸鹽和次溴酸鹽，這兩種物質(zhì)都是對人體有害的物質(zhì)。生物安全問題則由于所用于吸附原水有害物質(zhì)的活性炭長期在水中會生長大量的微生物，這些微生物中不乏有一些對人體有害的物質(zhì)，進(jìn)入到水中，無法被消毒物質(zhì)殺死，所以吸附工藝也需要相應(yīng)的改進(jìn)。至于藻類分泌藻毒素問題，主要原因?yàn)樵粻I養(yǎng)化，原水中藻類氧化使原本藻類中的有毒物質(zhì)釋放到水體中。這些問題將是以后水處理工藝研究的重點(diǎn)方向。

自來水廠反沖洗廢水，雖然反沖洗廢水中無機(jī)成分占絕大多數(shù)，但其懸浮物濃度很高，如果將這部分水直接排入水體，不僅是對水資源的一種浪費(fèi)，還會對受納水體造成污染。目前國內(nèi)只有少數(shù)水廠對排泥水進(jìn)行處理，取得了一定的效果。隨著環(huán)境保護(hù)力度的日益加大，自來水廠實(shí)施排泥水減量化、無害化和資源化處置勢在必行。但由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對不同水源、不同水處理工藝所產(chǎn)生的排泥水的處理工藝、脫水方式以及預(yù)處理藥劑的合理選取還有待進(jìn)一步研究。

結(jié)束語

目前我國自來水廠水處理技術(shù)工藝的使用情況已形成以常規(guī)處理工藝為主體，預(yù)處理、深度處理工藝作補(bǔ)充的局面。隨著社會和科技的發(fā)展，自來水廠應(yīng)用預(yù)處理技術(shù)和深度處理技術(shù)將會得到更加廣泛的應(yīng)用。隨著水質(zhì)檢測技術(shù)的不斷發(fā)展和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，一些安全性高、能耗省、藥耗低、占地少、操作管理簡單的新處理技術(shù)工藝將是未來發(fā)展的方向。

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