自來水廠給水工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

彭勃

（海綿山水（北京）建設(shè)工程有限公司，北京 100071）

0 引言

相對而言，中國境內(nèi)水系是較為發(fā)達的，長江、黃河沿線分布著大大小小的支流、湖泊無數(shù)，可謂是淡水資源豐富，但可供人們直接飲用的淡水資源卻寥寥無幾。隨著近年來，全境各城市發(fā)展步伐的進一步加快，對于水資源的需求量也就持續(xù)加大，自來水廠建設(shè)規(guī)模也逐步加大，水廠數(shù)量也如日增多。

作為城市水資源供應(yīng)的主要場所及水處理中轉(zhuǎn)站——自來水廠在保障市民飲水安全，促進城市經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮非常重要的作用。為提升飲用水安全性，自來水廠通過一些科學(xué)高效的水處理工藝技術(shù)應(yīng)用，將原本無法直接飲用的水資源轉(zhuǎn)化為可供市民直接飲用的生活用水。隨著近年來中國特色社會主義經(jīng)濟發(fā)展步伐的加快，生態(tài)環(huán)境與城市發(fā)展間的矛盾沖突變得異常激烈，很多江河湖泊均受到不同程度的污染，水質(zhì)變差，但隨著越來越多的人涌入城市居住，生活用水需求量持續(xù)增加，面對種種矛盾，自來水廠就不得不加大水處理工藝技術(shù)研究，盡快解決城市用水資源緊張問題。容振輝[1]指出，在水源污染問題日趨嚴重背景下，自來水廠所采用的傳統(tǒng)水處理工藝技術(shù)，如混凝、澄清、過濾和消毒等僅能處理掉水中懸浮物及微生物，水質(zhì)仍無法滿足人飲用水潔凈度要求，因此，必須加大凈水處理力度，提升給水工藝技術(shù)水平，以保障水質(zhì)達標。通過對當(dāng)前自來水廠給水工藝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析，對凈水處理中生物預(yù)處理技術(shù)、新膜法處理技術(shù)及深度處理工藝技術(shù)進行詳細論述，希望能為自來水廠提升凈水標準，保障供水安全提供理論支撐。筆者通過對相關(guān)文獻資料的梳理，分析自來水廠給水工藝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，并對其發(fā)展趨勢進行了展望，希望能對城市自來水廠健康穩(wěn)定發(fā)展有所幫助。

1 自來水廠給水工藝技術(shù)的現(xiàn)狀

在自來水廠日常生產(chǎn)過程中，通過對相關(guān)科學(xué)水處理工藝技術(shù)的應(yīng)用，去除水中雜質(zhì)，提升水質(zhì)標準，為人們提供綠色健康的飲用水。當(dāng)前，國內(nèi)很多自來水廠在水處理環(huán)節(jié)中，仍采用的是傳統(tǒng)凈水流程，即混凝、沉淀、過濾和消毒，通過這一套程序，雖不能完全處理掉水中懸浮物、微生物及膠體類雜質(zhì)，但處理后水質(zhì)卻也滿足直接飲用標準[2]。隨著近年來人們對飲用水潔凈度及安全標準的提高，傳統(tǒng)水處理工藝的不足愈發(fā)明顯，為有效彌補這些不足之處，臭氧生物活性炭、生物預(yù)處理等新型工藝技術(shù)相繼被應(yīng)用到自來水廠水處理工作之中，效果良好，受到了用水用戶及自來水廠內(nèi)部的一致肯定。

1.1 生物預(yù)處理

生物預(yù)處理工藝就是指運行化學(xué)、物理方法對水源進行處理，其主要作用機理是借助微生物新陳代謝去除水中有害礦物質(zhì)及有機污染物，從而使水質(zhì)得到改善。

生物預(yù)處理工藝主要通過生物、吸附、化學(xué)氧化三種途徑實現(xiàn)。再運用生物預(yù)處理工藝實踐當(dāng)中，生物膜法是最常見的處理方法。生物膜的主要組成部分是藻類、真菌、原生動物、厭氧菌和好氧菌等，生物膜法的作用機理就通過吸附水中化學(xué)物質(zhì)、氮磷及有機物，或分解物體表面微生物，從而達到水資源凈化效果。該處理方法的應(yīng)用，可實現(xiàn)污水處理過程中的固液分離，硝化功能較強，不僅不會受到水溫、水量的影響，還無需花費過多物力、人力，是眾多自來水廠理想的處理方案之一。

1.2 深層處理工藝

自活性炭處理技術(shù)問世以來，為國家環(huán)保工程做出了巨大貢獻，尤其在空氣凈化、水凈化及污水處理中取得了較好應(yīng)用效果。當(dāng)前，隨著人們對飲用水水質(zhì)要求的再次提高，自來水廠在日常生產(chǎn)過程中就注重飲用水的深層處理，其中，最有效的處理方式就是活性炭，活性炭處理技術(shù)的作用機理是吸附、分離，利用活性炭吸附掉水中細小雜質(zhì)，時水介質(zhì)與有害物質(zhì)實現(xiàn)分離。在凈水深層處理過程中，活性炭的應(yīng)用不僅能有效去除水中顏色與異味，還能溶解、吸附水中有機物，是業(yè)界一致稱贊的一種水處理工藝?；钚蕴砍Ｒ苑勰┖皖w粒兩種性狀存在。前者具有價格低廉，對基礎(chǔ)建設(shè)要求不高等優(yōu)勢，在應(yīng)用中無需添加特殊設(shè)備與構(gòu)筑物，因此，在突發(fā)性、季節(jié)性水質(zhì)事故凈化處理中得到了廣泛應(yīng)用；相較于粉末型活性炭，顆粒型活性炭凈水效果最為穩(wěn)定，尤其適用于濾池凈水處理過程中。此外，顆粒型活性炭不會在凈水處理中流失，可以循環(huán)利用，但它對基礎(chǔ)建設(shè)要求較高，運行費用也相對較高，由于往復(fù)使用，容易滋生細菌，產(chǎn)生NaNO2等對人體健康有害物質(zhì)，同時還存在無法處理緊急性水污染問題劣勢，不適合大面積推廣應(yīng)用。從各自來水廠凈水處理經(jīng)驗來看，活性炭濾池與砂濾串聯(lián)使用效果更佳，既可以提升凈水系統(tǒng)抗沖擊能力，還能確保深度處理水質(zhì)穩(wěn)定性[3]。

1.3 新膜法處理技術(shù)

“膜”水處理技術(shù)是當(dāng)前自來水廠中新興的一種處理技術(shù)，該處理基礎(chǔ)不僅能夠有效保障水質(zhì)，還具備占地面積小、使用時間長等優(yōu)勢，成為當(dāng)前自來水廠最受青睞的一種處理技術(shù)。膜技術(shù)的應(yīng)用，可攔截水中微生物，從而有效提升水源質(zhì)量，應(yīng)用前景一片廣闊。超濾技術(shù)與反滲透技術(shù)是新膜法處理技術(shù)中最常見的兩種形式，應(yīng)用實踐中，反滲透裝置是最為核心的設(shè)備裝置。當(dāng)水源流經(jīng)反滲透模后，水中重金屬離子、無機物與有害生物即被清除干凈，提升了水質(zhì)標準，保障了人們飲水安全。

1.4 沉淀工藝

沉淀工藝本質(zhì)是屬分離技術(shù)，即在水中投入一定量的沉淀劑，實現(xiàn)水中懸浮物及膠體聚合成絮凝體，再分離去除這些絮凝體。通過對某些自來水廠采用沉淀工藝進行水處理效果來看，凈化效果明顯。在技術(shù)應(yīng)用實踐當(dāng)中，需要用到一臺高速攪拌機，用以提升水與助凝劑的混合效率，再通過低速攪拌機促進混凝效果，最后通過部分污泥回流到沉淀池進水口來控制水源濁度的相對穩(wěn)定，從而使高效反應(yīng)沉淀池的運行既高效又穩(wěn)定[4]。

為了有效提升絮凝體沉降速度，降低能源消耗，各自來水廠相繼加大了傳統(tǒng)沉淀池的更新改造，改造后的新濾池在投入運用后，出水質(zhì)量更高，能耗更低，可謂效果理想。當(dāng)前形勢下，柜內(nèi)凈水系統(tǒng)功能提升明顯，在傳承傳統(tǒng)處理工藝過程中注重了創(chuàng)新、改造，同時也加大各新型處理技術(shù)的研究與應(yīng)用。不僅妥善地解決了傳統(tǒng)沉淀工藝中存在的弊端，還使改造后的沉淀池功能更全面，再輔以更先進的助濾劑支持，設(shè)備性能得到進一步提高，相信隨著研究力度的逐漸增強，會有更多高科技技術(shù)、設(shè)備會應(yīng)用與自來水沉淀工藝中，進而助推我國凈水沉淀技術(shù)的健康發(fā)展，保障居民飲水安全。

1.5 臭氧氧化工藝

臭氧氧化工藝原理就是充分利用臭氧中不飽和鍵會與自來水水源中有害物質(zhì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)特性，達到去除水中浮游生物及微生物目的。受臭氧化學(xué)性質(zhì)限制，它很容易被分解，因此，在工藝應(yīng)用中，一定要注重臭氧合成及投加環(huán)節(jié)工作，尤其要防止其應(yīng)用過程中帶來的空氣污染問題。在應(yīng)用臭氧氧化工藝處理技術(shù)進行水質(zhì)凈化時，其實就是利用了臭氧強氧化性特征，達到消除水中微生物、藻類及水中臭味。此外，臭氧氧化工藝所具備的助凝功能減少礬的消耗量，致使水質(zhì)清亮，因此，臭氧預(yù)氧化階段，應(yīng)嚴格控制臭氧投入量，以確保助凝效果；對于臭氧氧化技術(shù)無法徹底根除水中雜質(zhì)的特殊水質(zhì)，可以交叉使用多種凈水處理工藝，提升凈水處理效率。

2 自來水廠給水工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢

在自來水廠日常生產(chǎn)工作實踐當(dāng)中，通過多年對傳統(tǒng)凈水處理工藝的應(yīng)用，已形成了成熟的工藝流程，工藝技術(shù)也日臻成熟，處理效果也非常明顯。因此，國內(nèi)很多自來水廠在給水工藝技術(shù)研究上，更多的是基于傳統(tǒng)處理技術(shù)上，加強生物預(yù)處理、臭氧氧化處理、活性炭吸附深度處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[5]。隨著城市經(jīng)濟發(fā)展水平的提升，人們?nèi)粘Ｓ盟枨罅炕盟踩珮藴实倪M一步提升，一種工業(yè)凈水處理技術(shù)手段——膜濾法亦被廣泛應(yīng)用于自來水廠凈水處理環(huán)節(jié)之中。

膜濾法是一種新型分離技術(shù)，以往膜濾法應(yīng)用實踐中所要用到薄膜介質(zhì)大多是人工合成的，成本較大。隨著膜處理技術(shù)的進一步發(fā)展，曾一直困擾該技術(shù)進一步發(fā)展成本問題已然得到有效降低，該項技術(shù)應(yīng)用范圍也越來越大，技術(shù)發(fā)展前景一片光明，相信在未來自來水廠生產(chǎn)建設(shè)中，必將獲得更廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語

總而言之，自來水廠給水系統(tǒng)對于城市發(fā)展及城市經(jīng)濟、環(huán)境質(zhì)量水平的提升起到積極的促進作用。盡管傳統(tǒng)凈水處理工藝技術(shù)有著得天獨厚的應(yīng)用優(yōu)勢，但終究掩蓋不了其應(yīng)用過程中存在某些不足之處的事實，仍需進一步實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化。而自來水廠在日常生產(chǎn)活動中，應(yīng)結(jié)合水質(zhì)具體情況，合理選擇凈水工藝技術(shù)，在保障水質(zhì)標準提升前提下實現(xiàn)水資源的節(jié)約，促進城市經(jīng)濟、環(huán)境效益雙贏。