自來水廠的水處理工藝探討

盧金龍

摘 要：隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，人們對于水的需求量呈快速的遞增趨勢，水資源稀缺問題成為現(xiàn)代社會嚴峻的考驗。與此同時，工業(yè)的快速發(fā)展導致水資源遭受到了嚴重的破壞，為了滿足現(xiàn)代社會的用水需求，尋求飲用水的深度凈化處理工藝成為業(yè)界的重要任務?；诖?，本文對自來水廠的凈水工藝進行了分析和探討

關鍵詞：自來水廠；深度處理工藝；用水需求

地球上的水總是處于進行自然循環(huán)和社會循環(huán)的兩個狀態(tài)中，在水進入水循環(huán)的狀態(tài)中，雜質(zhì)幾乎隨時隨地都在準備混入其中，而流動性和溶解能力都十分強大的水自然將這些雜質(zhì)變成自身的一部分，這便使水質(zhì)發(fā)生了變化。為了人體安全，給水廠使用一些常規(guī)工藝，例如有混凝、絮凝、沉淀、過濾、消毒等來保證飲用水的基本安全，隨著水污染的嚴重，水質(zhì)問題受到廣泛的關注，越來越多的人在要求給水廠達到更高的水質(zhì)標準要求，保證飲用水的安全

1目前我國自來水廠的處理工藝

所謂的水處理工藝就是指通過科學合理的方式去除水中的各類雜質(zhì)，從而使水達到人們生活用水的標準。但是在選擇水處理工藝的時候，還要考慮到不同水源的不同水質(zhì)情況而定。在進行常規(guī)水處理時，主要是針對水源內(nèi)的病原微生物和膠體以及懸浮物進行處理，經(jīng)過混凝、沉淀、澄清、過濾、消毒等步驟，在除去濁度的同時要除去病毒和細菌，從而才能達到居民飲用水的要求。目前我國自來水產(chǎn)的水處理工藝有以下幾種：

（一）生物預處理工藝

生物預處理工藝應用在常規(guī)處理工藝之前，通過物理和化學的方式對水源進行處理。通常會選擇微生物，通過它們的新陳代謝除掉水中的有機污染物以及亞硝酸鹽等雜質(zhì)，這種預處理工藝能夠有效改善水質(zhì)，還能減輕常規(guī)處理工藝的工作強度。生物預處理工藝的實施可以具體分為吸附、生物、化學氧化等步驟，如果水資源污染情況并不十分嚴重的話，可以通過生物活性炭、生物轉盤或者生物接觸氧化等方法進行處理，目前在預處理工藝中主要是利用一些好氧菌、厭氧菌、原生生物等藻類和菌類生物組成的，這些生物的繁殖能力和新陳代謝能力都很強，它們的代謝物能夠有效的分解和吸附水中的雜質(zhì)，從而對污水進行固液分離。對水體的濁度、色度、細菌和病毒都有一定的去除作用，之后再在水中加入氯氣等消毒劑，殺滅水體中的一些致病微生物。

（二）深度處理工藝

雖然有很多種飲用水的深度處理技術，但是目前被自來水廠廣泛應用的深度處理工藝主要是活性炭技術。活性炭處理技術不僅應用在水處理工藝中，在空氣凈化處理上也被廣泛應用，它能夠將空氣以及水質(zhì)中的雜質(zhì)收集起來，進而進行分離。目前使用較多的是顆粒活性炭和粉末活性炭兩種。粉末活性炭的優(yōu)點是價格低廉，這樣就有效的降低了成本，而且它在應用過程中對設備沒有要求，所以更多用于突發(fā)性事故的水凈化處理工作中。而顆?；钚蕴康奶幚硇Ч€(wěn)定，具有很多明顯的優(yōu)點，這種方式在使用的過程中根據(jù)水源水質(zhì)的不同情況，采用水沖的形式進行反洗，一般的周期是6天左右，反洗的次數(shù)可以根據(jù)水的用途而定。顆?；钚蕴坎灰琢魇?，能夠重復使用，一般用于需要連續(xù)進行的輕度水污染處理中，但與此同時也存在很多缺點，首先它對基建的要求較高，增加了運行的成本，再者顆粒活性炭的處理容易滋生細菌，在突發(fā)性污染上的使用效果不理想[1]。由此可見，如何降低運行的成本和對粉末活性炭的研究將是未來工作的重點，這種深度的水處理工藝主要能夠去除溶解在水中的有機污染物以及異味等，從而進一步凈化水質(zhì)。

（三）膜分離處理工藝

在以上自來水廠深度處理工藝中，膜分離技術被稱為“21世紀最有前途、最有發(fā)展前景的重大高新技術之一”，由此可以看出膜分離技術在自來水廠深度處理工藝未來發(fā)展的使用率將是不斷上升的。膜分離技術的原理其實就是在處理水資源時，利用水溶液中的水分子具有透過分離膜的能力，但是溶質(zhì)或其他雜質(zhì)并不具有透過分離膜這一能力，從而將水分子和雜質(zhì)在外力作用下分離開來，最終得到水質(zhì)較高的純凈水。從原理分析可以看出膜分離技術的使用效率較其他深度處理工藝高，且工藝流程較短，同時獲取質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠的水質(zhì)，單從原理出發(fā)，這種深度處理工藝具有極大的發(fā)展空間。但是不同的產(chǎn)業(yè)擁有不同的水質(zhì)要求，為了滿足不同產(chǎn)業(yè)的需求膜分離技術，根據(jù)濾孔的大小被分為微濾、超濾和納濾。

（1） 微濾在水處理中的應用。微孔過濾的推動力是靜壓差，它的原理與普通的過濾并無太大的差別，但它所過濾出來的微粒小，所以被通常使用于去除水中的懸浮物、細菌類、微粒子、大分子有機物等污染物。微孔過濾一般在污水處理中的二級出水環(huán)節(jié)中被使用。

（2） 超濾在水處理中的應用。超濾的推動力同樣是靜壓差，超濾膜的孔徑范圍在微濾和納濾之間。這就使得在外力作用下只有溶解性固體和小分子物質(zhì)等可以通過分離膜，提高了水質(zhì)的純度，達到了凈化溶液、分離污染物的目的。這種技術在一定程度上保證了原水遠離遭受二次污染的可能性，也提高了原水的純凈率，使最終的出水達到現(xiàn)代人的水質(zhì)要求。但是也不難發(fā)現(xiàn)由于溶質(zhì)和膜之間是具有相互作用的，通過靜壓差這一外力作用溶質(zhì)與膜吸附在了一起，這種情形就會導致膜的特性開始發(fā)生變化，從而縮短了膜的使用時間，增加了膜的處理費用，導致自來水廠在研究水的深度處理工藝方面成本增加，不利于膜分離技術在自來水廠深度處理車間廣泛運用。

（3） 納濾在水處理中的應用。納濾技術在水處理中通常被使用于處理飲用水和工業(yè)用水，利用納濾膜對水進行軟化，去除掉其中的大部分的污染物，值得一提的是納濾膜對細菌的去除作用也是顯而易見的，所以我們甚至可以用納濾膜來代替常規(guī)的化學消毒。納濾工藝在處理金屬加工和合金生產(chǎn)過程的清洗水的時候可以回收重金屬，從而達到可持續(xù)的發(fā)展。

（四）先進處理工藝

目前中國水資源短缺情況十分嚴峻，而社會的高速發(fā)展又加大了城市用水需求，但是我國目前的水處理設施又落后于一些發(fā)達國家，嚴重影響了城市用水的質(zhì)量。現(xiàn)階段我國有很多地方仍在使用落后的水處理工藝，但是由于水質(zhì)的先天不足，這種處理方式顯然不能達到生活用水的標準。生物膜法水處理技術是最近這些年迅速發(fā)展起來的一種水處理技術，它具有占地面積小、人力、財力、物力投入小、管理方便的優(yōu)點，被廣泛的使用在自來水廠的處理工藝中。這種生物膜的使用壽命很長，而且能夠有效阻攔水中的微生物，提高生活用水的安全性。這種生物膜法主要是先利用天然的礦石和反滲透等物理過濾技術，然后經(jīng)過反滲透膜的深度處理，進一步去除水中的無機鹽、重金屬和有害物質(zhì)等，從而達到飲用水的用水標準。經(jīng)過生物膜法處理的水質(zhì)，達標率可以達到100%。

結束語

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量越來越高，如何能夠提高水源的質(zhì)量、滿足人們的需求是我們水處理工作的重要內(nèi)容。目前在我國城市自來水廠中應用較多的還是常規(guī)水處理工藝，因為這種工藝的效果明顯、操作性強、而且在我國的應用上也比較成熟，但是隨著水源污染的加劇，這種常規(guī)的水處理工藝很明顯已經(jīng)難以達到飲用水的標準要求，所以我們要深入研究深度處理技術，將其早日推廣在自來水廠的應用中，從而為居民提供更優(yōu)質(zhì)的生活用水，與此同時，我們也要提高環(huán)境保護意識，從根本上改善水資源的質(zhì)量。

參考文獻

[1]范宗軍.自來水廠的水處理工藝探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（36）.

[2]方林.自來水廠水處理工藝初探[J].技術與市場，2018（7）.

[3]任淑軍.基于自控技術下的自來水廠水處理工藝研究[J].科技經(jīng)濟市場，2018（5）.

（作者單位：泰州市姜堰自來水公司）