强化饮用水常规处理工艺的研究与应用

孟祥霞许家东

中图分类号：TU821.7 文献标识码： A 文章编号：

摘要： 随着饮用水水源污染程度的加深，水常规处理工艺已不能保证生活饮用水水质安全要求，针对这一问题，本文阐述了强化饮用水常规处理工艺的研究与应用情况。

关键词： 饮用水；常规工艺；强化；混凝；沉淀；过滤；消毒

Abstract: with the deepening of drinking water source pollution, water by conventional water treatment process can not guarantee quality of drinking water safety requirements, in order to solve this problem, this paper expounds the fortified drinking water by conventional water treatment process research and application.

Key words: drinking water; conventional technology; strengthening; coagulation sedimentation; filtering; disinfection;

概述

水是人类生产生活中必须依靠的物质，地球上要是没有了水，也就没有了生命。供水水质的优劣，已成为衡量一个国家和地区文明程度的重要标志之一。

由于受水土流失，水源污染等因素的影响地表水成分逐渐趋于复杂，水体中有机成分增多、浓度增大，不但对胶体产生保护作用，导致混凝剂药耗增加、水中铝的剩余量增高，而且产生氯化消毒副产物，其中大部分对人体健康具有较大的危害：氮磷营养物质大量排入水体当中，使水中的浮游生物异常繁殖，导致水的利用受到阻碍，其结果是水质自上而下出于缺氧和无氧状态，水质恶化。工业废水、生活污水和某些人为的污染，使各种有毒有害物质侵入水体后造成水质恶化。加之致病微生物的存在，管网的二次污染、稳定性铁锰以及重金属问题等都使得给水处理难度增大，常规的给水处理工艺，已经难以很好的解决这些问题。因此较多处理工艺、深度处理技术被较为广泛的研究利用是给水处理领域中的趋势所在。本文强化常规处理工艺作为主要的方法进行研究。

以地表水作为生活饮用水水源时，常规的处理工艺分为：混凝、沉淀（澄清）、过滤和消毒四部分。因此强化常规处理工艺也就从这几个方面进行论述。

强化混凝

混凝是在净水处理中，为了能破坏胶体的稳定性，达到除浊澄清的目的。它的机理分为三个方面：一方面是电中和作用，起脱稳作用；第二方面是吸附架桥作用，吸附粘土颗粒、吸附有机物、细菌等杂质，这样就像架桥一样形成为矾花。第三方面是沉淀物的卷扫作用机理。在沉淀过程中吸附水中的胶体、中性微粒等。由于水体有机物污染严重，有机物对胶体产生较强的保护作用，致使混凝效果变差。因此为提高混凝效果，在保证浊度去除率的同时提高水中有机物的去除率，强化混凝工艺是必须的。

强化混凝就是采取一定措施，确定混凝的最佳条件，发挥混凝的最佳效果。主要表现为无机或有机絮凝药剂性能的改善；强化颗粒碰撞、吸附和絮凝设备的研制与改进；絮凝工艺流程的强化。

强化混凝常用的混凝剂可分为铝盐和铁盐以及人工合成的有机阳离子聚合混凝剂。前两种效果优于人工合成的有机阳离子混凝剂。因为这两种混凝剂既可以使胶体脱稳沉淀，形成腐植酸和富里酸铁盐、铝盐，这些沉淀物具有卷扫机作用；两种混凝剂的氢氧化物絮体可以捕获一些胶体或溶解性有机物，前者的效果好于后者。尽管混凝效果不同，条件一定时，会存在一个最佳投量。黄晓东等人在使用PAC等混凝同时在水中投加高分子助凝剂，结果表明有机物去除率调高了约10%，藻类去除率也提高了10-15%【1】。另外，原水PH值作为一个影响混凝效果的因素，通常较低的PH值有利于强化混凝对NOM的去除,GiL等人的研究表明调节水源水的PH值，达到相同的混凝效果可以使混凝剂投加量减少50%以上。但是并不是越低越好，通常最佳的范围为5.5-6.5【2】。考虑还有其它影响因素，制备化学复合药剂也是混凝处理的一个研究方向。

强化沉淀与气浮

沉淀和气浮是水处理工艺的传统方法。沉淀作为一种水处理形式不断发展完善。近年来水源水质不断恶化，传统的沉淀处理很难达到理想的出水水质要求，因此各种强化沉淀的措施相继出现。

在强化沉淀也难以达到要求时，气浮法净水有更大优势，气浮净水主要处理浊度低、色度高，藻类多以及因受有机物污染而溶解氧少，耗氧量高的原水。沉淀-气浮固液分离工艺就是针对沉淀和气浮两种处理工艺的弊端，而提出的新工艺。就是在一个净水构筑物中可以运行沉淀和气浮两种工艺形式，具有双重功能。针对本地饮用水源水质的特点，浊度低、藻类高、色度高以及雨季时受地表径流影响出现的突然性高浊度的问题。可以采用新型的气浮-沉淀固液分离处理工艺，此工艺以气浮为主，设计时首先是气浮条件，在此基础上考虑沉淀的要求，来解决工艺存在的问题，获得良好的处理效果。通过与实际工艺系统相比，对同一水质，新型气浮-沉淀固液分离工艺对浊度的平均去除率可提高10-20%，而对水中的有机物去除率也达到了60-80%【3】

强化过滤

在生活饮用水的净水工艺中，过滤是一个极为重要的，不可缺少和不可替代的净化工序，是保证饮用水卫生安全的重要一环。过滤后，一方面去除了悬浮颗粒及附着其表面的细菌病毒，同时，也消除了悬浮颗粒对细菌的屏蔽保护作用，便于消毒剂发挥杀菌作用。过滤不仅降低了水的浊度，而且还为消毒工艺创造了良好的条件。但是水中溶解性有机物含量提高了，并残留了少量的混凝剂【4】，出现剩余铝浓度超标问题。大多数水厂利用石英砂作为滤料过滤，由于石英砂的净水机理主要是采用机械截留作用，对水中的悬浮物具有比较好的去除效果，而对溶解性污染物，如重金属离子、溶解性有机物等几乎没有去除作用，因此，改善滤池处理效果，确保水质，需要对滤池系统进行强化改进。对于过滤工艺采取的强化措施是多方面的，可以对滤速进行控制、使用新型滤池、采用多层滤料代替单纯滤料以及投加助滤剂等。

强化过滤的关键是滤料，研制优于传统滤料的过滤介质，可以提高出水水质。与传统滤料除污机理不同：第一、改性滤料具有较大的比表面积，除吸附水中的离子和杂质之外；第二、滤料表面的改性剂可在溶液中水解，形成的羟化官能团具有强大的亲和力，通过交换作用，吸附去除水中的污染物；第三、羟基官能团的存在也会使改性滤料表面具有较强的催化氧化净水功能，通过氧化作用羟化去除水中的污染物。

改性滤料表面涂层产生的强大吸附和氧化净水功能，不但能吸附大分子和胶体有机物，同时还吸附与氧化水中各种离子和小分子可溶性有机物【5】，从而获得满意的效果。我们的实验也表明，在采用改性滤料之前，预投加少量的高锰酸钾复合药剂，能强化改性滤料对有机污染物的去除作用，且去除率明显高于未投加高锰酸钾的单纯改性滤料，出水中剩余铝的浓度也远低于国家规定的水质标准。

强化消毒

消毒的目的主要是杀灭对人体健康有害的病原菌、病菌，以及其他致病原微生物。消毒方法分为物理方法和化学方法两大类。对城镇水厂来说多采用液氯消毒。

强化消毒主要是考虑到影响消毒效果的因素，从以下几个方面对其进行加强控制。1）接触时间：当水中余氯量一定时，接触时间越长，消毒效果越好，但不能过长，会影响余氯量。2）投加量。一般来说，投加量大，消毒效果好，但是投加过量会产生较大的氯味，是令人反感的味道。3）浑浊度。浑浊度越小，消毒效果越好。4）水的PH值。消毒效果与水的PH值成反比，PH值越高，消毒效果越差。

强化消毒就是要合理控制好上述几个方面，同时，还要选择合适的消毒剂。

总结

强化常规处理工艺是较为简单有效的一种提高水处理效果的方法。目前我国大多数水厂都采用常规处理工艺，所以，为保证饮用水安全，在加强保护水资源的同时，开展强化常规处理工艺，扩展研究途径，提高供水水质是势在必行的。发展饮用水深度处理技术强化净水工艺，强化饮用水常规处理工艺研究与应用。

参考文献

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