研究現(xiàn)代給水處理新技術(shù)的應(yīng)用

摘 要 水資源是國(guó)民生存發(fā)展的基本保障，城市的運(yùn)行離不開(kāi)給水系統(tǒng)的支持，然而要想為用戶(hù)提供高質(zhì)量的用水，并保障供水的及時(shí)性、有效性，就要采用科學(xué)、高效的城市給水處理技術(shù)，這樣才能夠保障城市正常、有效的運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著給水新處理技術(shù)在城市水廠(chǎng)供水中的廣泛應(yīng)用，其不僅能夠提高給水的殺菌效率，還能夠避免對(duì)水質(zhì)造成不良影響，有利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)水廠(chǎng)給水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

關(guān)鍵詞 城市給水;給水處理;新技術(shù)

引言

隨著城市的發(fā)展建設(shè)，人們對(duì)供水凈化處理也提出了新的要求，急需高效且無(wú)副作用和不良影響的供水處理方式，在提高現(xiàn)代城市用水質(zhì)量的同時(shí)，保證人們的身體健康。隨著給水新處理技術(shù)在城市水廠(chǎng)供水中的廣泛應(yīng)用，其不僅能夠提高給水的殺菌效率，還能夠避免對(duì)水質(zhì)造成不良影響，有利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)水廠(chǎng)給水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。所以，給水處理新技術(shù)利用自身的高效環(huán)保特點(diǎn)得以在各個(gè)領(lǐng)域中進(jìn)行廣泛應(yīng)用。

1傳統(tǒng)給水處理工藝

目前，我國(guó)常規(guī)的水處理技術(shù)通常是通過(guò)吸附水體中的有機(jī)顆粒物質(zhì)，將過(guò)濾水里面含有的病毒物，然后提高水環(huán)境質(zhì)量，達(dá)到凈化水體的目標(biāo)。如下介紹其中常見(jiàn)傳統(tǒng)技術(shù)處理技術(shù)。

（1）活性炭吸附技術(shù)實(shí)施方法。活性炭吸附凈水處理技術(shù)在城市水廠(chǎng)中的應(yīng)用可以有效地去除飲用水中含有的溶解性物質(zhì)，同時(shí)還可以降低飲用水中存在的臭味。常見(jiàn)的活性炭吸附技術(shù)主要有以下幾種：

1）粉狀活性炭。這種處理技術(shù)把吸附方法與過(guò)濾方法進(jìn)行有效融合，能夠更好地對(duì)供水資源進(jìn)行有效的凈化處理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，常用粒徑范圍在1～3mm的輕質(zhì)濾料，再使用水泵將粉狀的活性炭在濾池中進(jìn)行持續(xù)循環(huán)，直到粉狀活性炭完全附著在載體表面。濾池的水流是上方向流，當(dāng)這些粉狀的活性炭的實(shí)際吸附效果降低到預(yù)定值之后，可以采用下方向水流進(jìn)行沖洗，使得這些活性炭能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性再生。

2）粒狀活性炭。這種處理技術(shù)是將粒狀的活性炭填充在固定床的濾器中。相較于粉狀活性炭，粒狀活性炭在水處理過(guò)程中的應(yīng)用較少，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因?yàn)椋罨钚蕴繛V器的固定投資和運(yùn)營(yíng)成本需要投入大量資金，并且在我國(guó)尚未實(shí)施分質(zhì)供水模式之前，這種處理方式在應(yīng)用之后會(huì)導(dǎo)致居民用水的實(shí)際價(jià)格增加[1]。

（2）明礬凈水技術(shù)。在城市水廠(chǎng)的供水凈化處理過(guò)程中，為了提高水體中天然有機(jī)物的實(shí)際去除效率，需要在原有的凈水處理環(huán)節(jié)中加入明礬，這種處理方式能夠有效去除飲用水中的膠體物質(zhì)。同時(shí)，為了更好地控制飲用水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)，需要適當(dāng)增加明礬的使用劑量，并對(duì)水體的pH進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。相關(guān)研究表明，pH降低或者明礬用量較高都會(huì)更好地去除水體中的有機(jī)物質(zhì)。

（3）薄膜凈水技術(shù)。薄膜凈水處理技術(shù)主要是利用低壓逆滲透膜單元、超濾膜單元所整合成的處理技術(shù)方式，能夠有效地過(guò)濾掉病毒和膠體顆粒等有害的化學(xué)物質(zhì)，降低其對(duì)人體健康的影響。這種處理技術(shù)在污水處理過(guò)程中的應(yīng)用，不僅沒(méi)有混凝劑和消毒劑殘留，還能夠去除多種污染物質(zhì)，不用加入任何化學(xué)物質(zhì)就可以實(shí)現(xiàn)固液之間的有效分離。但是這種處理技術(shù)的應(yīng)用也存在較大的弊端，例如其不利于對(duì)某種特殊物質(zhì)進(jìn)行處理，并且每種薄膜的處理效果是不同的。因此在污水處理過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選擇合適的薄膜。

2常規(guī)給水處理技術(shù)存在問(wèn)題

（1）處理能力不高。運(yùn)用傳統(tǒng)方法凈水的時(shí)候，處理周期長(zhǎng)，成本高，凈化效果不明顯，以致無(wú)法保障水處理效率，且供水壓力較大時(shí)還會(huì)產(chǎn)生效率和水質(zhì)問(wèn)題。

（2）技術(shù)存在缺陷。在處理溫度和水質(zhì)不澄清、含有過(guò)量有機(jī)污染物水體的時(shí)候，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)不但效率不高，還會(huì)造成另外的污染，降低水處置的效果。

（3）氯消毒產(chǎn)生危害。氯消毒是利用管道末端的余氯來(lái)控制細(xì)菌的繁殖，以保證飲用水的水質(zhì)。

（4）產(chǎn)生其他污染物。通過(guò)比較可知，鋁離子是傳統(tǒng)水處置技術(shù)的重要絮凝物質(zhì)，水體中如果含有很多的鋁離子，會(huì)對(duì)飲用者造成傷害，破壞人們身體機(jī)能[2]。

3現(xiàn)代城市給水處理技術(shù)應(yīng)用對(duì)策分析

（1）高分子混凝劑。近年高分子混凝劑在國(guó)內(nèi)的發(fā)展非常迅速，常用做取代傳統(tǒng)無(wú)機(jī)鹽混凝劑。常用的高分子混凝劑有聚丙烯酰胺（PAM）和聚合氯化鋁（PAC）等。

聚丙烯酰胺由丙烯酰胺聚合而成，無(wú)色無(wú)味且無(wú)腐蝕性，主要用于懸浮物多、濁度高或含藻難絮凝劑的原水混凝;聚合氯化鋁屬于無(wú)機(jī)高分子混凝劑，以含鋁礦物為原料，聚合氯化物在生產(chǎn)過(guò)程中盡量避免了低效能聚合物出現(xiàn)，所以硫酸鋁水解聚合生成的無(wú)機(jī)高分子有更好的絮凝效果。此類(lèi)混凝劑在水處理中的主要作用是減少了絮凝劑的用量，能明顯的改善水質(zhì)，提高絮體強(qiáng)度與沉降速度。高分子混凝劑的使用可大大減少無(wú)機(jī)絮凝劑的用量，從而避免無(wú)機(jī)物質(zhì)在設(shè)備表面的沉積，減緩設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢，大大提升了給水處理過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)性。

（2）生物絮凝劑。生物絮凝劑是由微生物產(chǎn)生，可使水中不易降解的固體懸浮顆粒凝聚沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物，是具有高效、廉價(jià)、無(wú)毒、無(wú)二次污染的水處理劑，是典型的對(duì)環(huán)境友好型的功能材料，適應(yīng)當(dāng)代可持續(xù)發(fā)展的理念，對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（3）臭氧消毒技術(shù)。當(dāng)前臭氧消毒技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其在城市給水處理中也發(fā)揮了重要作用，臭氧能破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，迅速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)氧化其中的酶系統(tǒng)，或破壞細(xì)胞膜和組織結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)與核糖核酸，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。臭氧能對(duì)病毒、芽孢等生命力較強(qiáng)的微生物起到殺滅作用，是一種很好的消毒劑。通過(guò)臭氧消毒技術(shù)可對(duì)水中的細(xì)菌、病毒、雜質(zhì)進(jìn)行有效的清除，而且不會(huì)使水質(zhì)的味道、顏色發(fā)生任何的變化，通常先使用臭氧預(yù)氧化，經(jīng)過(guò)水處理構(gòu)筑物多級(jí)處理后，再加氯消毒，可使生成的副產(chǎn)物量大為減少，致突變活性大幅度降低。

（4）紫外線(xiàn)消毒技術(shù)。紫外線(xiàn)具有很高的消毒殺菌廣譜性，據(jù)研究，紫外線(xiàn)幾乎對(duì)所有的細(xì)菌、病毒都能高效率殺滅，并且具有較高的消毒效率，能在很短的時(shí)間內(nèi)殺滅各種細(xì)菌病毒，紫外線(xiàn)在使用的過(guò)程中不產(chǎn)生其他消毒副產(chǎn)物，并且運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單費(fèi)用較低，在投資造價(jià)上具有很大的優(yōu)勢(shì)。

（5）中水回用技術(shù)。在現(xiàn)代城市給水處理中采用的中水回用技術(shù)主要有三種：一是過(guò)濾法，其主要采用氣浮技術(shù)進(jìn)行污水處理，其處理過(guò)程簡(jiǎn)便快捷，且給水處理效率比較高;二是生物處理技術(shù)、物理化學(xué)處理技術(shù)等，這些技術(shù)可對(duì)污水中存在的雜質(zhì)、污垢進(jìn)行清除，確保獲得的水質(zhì)較為清澈、無(wú)異味;三是混凝劑沉淀技術(shù)、活性炭技術(shù)，都能夠?qū)ξ鬯奈廴疚镔|(zhì)及有害雜質(zhì)進(jìn)行清除。

4案例概述

某市地域遼闊，植被良好，水系發(fā)達(dá)，河流眾多，工業(yè)污染較少，原水水質(zhì)較好，一般只在菌類(lèi)和濁度指標(biāo)上超標(biāo)，因此給水工程凈水處理以生物絮凝處理為主。

基本的生物慢濾水處理由粗濾池、慢濾池及清水池3部分組成，在原水水質(zhì)較好時(shí)（原水濁度長(zhǎng)期低于500NTU，瞬時(shí)不超過(guò)1000NTU）可以減少粗濾池，原水直接進(jìn)入慢濾池凈化后再蓄至清水池。該地區(qū)原水多為地表山澗水，原水濁度易受降雨影響，原水含沙含泥量變化較大，濁度經(jīng)常超過(guò)500NTU。因此，普遍采用預(yù)沉、粗濾、慢濾及蓄水四部分組成慢濾水處理系統(tǒng)，自然沉淀池應(yīng)根據(jù)沙峰期原水懸浮物含量及其組成、沙峰持續(xù)時(shí)間、水源保證率、排泥條件、設(shè)計(jì)規(guī)模、預(yù)沉后的濁度要求、地形條件及參照相似情況下運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并要符合預(yù)沉?xí)r間為8～12h，有效水深度宜為1.5～3.0m，池頂高不宜小于0.3m，池底設(shè)計(jì)存泥高度不宜小于0.3m。

粗濾池由承托層、濾層及儲(chǔ)水層組成，原水在取水口經(jīng)欄柵后由下往上粗濾后進(jìn)入慢濾池。進(jìn)水濁度應(yīng)小于500NTU，出水濁度應(yīng)小于20NTU，設(shè)計(jì)濾速宜為0.3～1.0m/h。

慢濾池進(jìn)水濁度應(yīng)小于20NTU，按24h連續(xù)工作設(shè)計(jì)，濾速宜按0.1～0.3m/h設(shè)計(jì)。出口應(yīng)有控制濾速的措施，濾料宜用石英砂，粒徑0.3～1.0mm，濾層厚度800～1200mm，濾料表面以上水深宜為1.0～1.3m，池頂應(yīng)高出水面0.3m，由集水槽、承托層、級(jí)配碎石層及石英砂濾層組成。

5結(jié)束語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)飛速發(fā)展的新興時(shí)代，水環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響人們的身心健康，人們對(duì)水質(zhì)的關(guān)注越來(lái)越多。為了保障城市有序的運(yùn)行與健康的發(fā)展，就要對(duì)城市給水進(jìn)行有效的處理，而傳統(tǒng)的給水處理技術(shù)存在諸多的弊端，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代城市給水處理技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提升供水的質(zhì)量，從而為城市工業(yè)化生產(chǎn)及居民生活提供及時(shí)、有效的用水。

參考文獻(xiàn)

[1] 李曉艷.現(xiàn)代城市給水處理技術(shù)研究[J].冶金叢刊，2016（5）：53.

[2] 張德軍，朱紅蓮.現(xiàn)代城市給水處理技術(shù)研究[J].科技與創(chuàng)新，2017（8）：16-17.

作者簡(jiǎn)介

李佐斌（1968-），男，湖南衡陽(yáng)人;學(xué)歷：本科，職稱(chēng)：高級(jí)工程師，現(xiàn)就職單位：湖南省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，研究方向：市政給水排水。