Question

给水处理技术工艺要点应用探究？

Answer 1

随着人民生活水平的提高和健康条件的改善，水环境和饮用水的质量日益受到人们的重视。由于饮用水源污染的不断严重，单纯依靠常规工艺（混凝-沉淀-过滤-消毒）已经远远不能达到对饮用水水质的要求。
一、给水处理技术的现状
当前我国各地对给水处理技术十分重视，以环保部门、卫生部位和供水企业为骨干的给水处理技术运用和水质监督体系已经基本建立，并实现了对给水处理系统全过程、全方面、全天候的检测，为更好地实施给水处理技术提供了必要的空间和管理的体系。但是我们同事要看到不足和压力，目前我国给水处理技术与国外先进水平还存在不小的差距，特别是在检测和控制技术上还有系带的差异，要在加强环保意识的基础上，加大给水处理技术的研究，形成对给水处理工作理论上、意识上、工作上的全面支撑。
二、给水处理技术的应用要点
1、预处理技术
1.1 化学氧化预处理技术
化学氧化预处理技术是指向水体中投加化学氧化剂，氧化分解水中的污染物。常用的化学氧化剂有氯气、臭氧、高锰酸钾和紫外光氧化及其联合工艺。化学氧化法可有效降低水中的有机物含量，提高水中有机物的可生化降解性，有利于后续处理；可控制因水体污染而生成的微生物和藻类的生长，提高混凝效果，但会使氯化后的出水致突变活性增加，且运行费用较高。目前只在一些有特殊要求的小型供水系统中有所应用。
1.2 生物预处理技术
生物预处理技术是去除污染水体中可生物降解有机污染物和氨氮、亚硝酸盐、铁、锰等无机污染物的一种行之有效的方法，对低浓度有机污染物有较好的去除效果，在适宜的环境温度下，氨氮去除率可达80%以上，不仅能改善混凝沉淀性能，减少混凝剂用量，为后续常规处理工艺及深度处理减轻污染物负荷，提高系统净化能力，而且还可以减少水处理中氯的消耗量，降低水中卤代有机物的生成量，使整个处理系统出水更安全可靠。
1.3 吸附预处理技术
吸附预处理技术是利用物质的吸附性能或交换作用来去除水中污染物的方法。主要有粉末活性炭吸附、黏土吸附等。国外利用粉末活性炭脱色除嗅，已取得成功的经验和较好的效果。但是粉末活性炭参与混凝沉淀过程后，残留于污泥中，目前尚无很好的回收再生利用方法，只能作一次性使用，致使处理费用较高，其实际应用也只是在一些有特殊要求的供水系统中配置。
2、强化常规工艺
强化常规处理包括强化混凝、强化沉淀与气浮和强化过滤等。强化混凝主要是基于混凝剂投加量的提高或混凝过程pH条件的控制，包括最大化去除颗粒物和浊度，最大化去除水体有机物和DBPs前体物，减小混凝剂的残余量，减少污泥产量，最小化生产成本等。强化沉淀的措施主要是优化斜板间距、优化沉淀区流态、优化排泥，采用斜管代替斜板的斜管沉淀、拦截式沉淀等；而强化气浮则主要是优化气浮的接触区和分离区、优化进水和出水、优化各区流态、气浮与预氧化结合技�g、实现高速气浮与多功能气浮等。强化过滤技术可以通过对滤池滤速的控制，采用新型或多层的滤料，增加预处理以及投加助滤剂等方式实现，而其中最为关键的是滤料的选择。
3、饮用水除微污染技术
我国现行处理工艺的功能主要是除浊、灭活细菌及致病微生物，以保证饮用者免生疾病或防止流行病爆发。从战略上可从两个不同层次发展我国的饮用水除污染技术：一是发展适合于我国水厂、易于推广应用的经济型除微污染技术，从现有的常规给水处理工艺的某些关键环节人手，使之具备除污染功能；二是发展高级处理技术，重点放在对局部重污染水源的源水进行处理或用于水质要求较高的情况。近期在高锰酸钾除污染技术、高效多功能复合净水剂的研制上取得了一定的进展。
4、饮用水深度净化处理技术
4.1 膜分离法
膜分离技术在水处理中的应用有电渗析和反渗透技术，尤其是电渗法在我国煤矿系统中有较多的应用案例。电渗法主要依靠外加直流电场，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。针对于含盐量较高的污染水源，在通过电渗析分析器处理后，可得到浓缩液和淡化水。其淡化水的量通常为污染水进水总量的50%～70%之间，可见其回收率不是很高。当进水含盐量小于4000mg/L时用此法较为经济。
反渗透法则是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离。该方法可以有效去除污水中的低分子有机物、无机盐、病毒以及细菌等。同电渗析法比较，反渗透法的优势在于产品水回收率高、脱盐率和水的纯度高、投资费用低、无污染等，缺点是操作压力高、能耗大、设备较复杂、对进水水质要求高等。此外，膜分离技术还可以与其他处理工艺联合使用，现行的许多水处理工艺都是通过膜技术发展起来的。因此，膜分离技术在21世纪的发展中被业界广为看好。
4.2 臭氧活性炭和生物活性炭
臭氧活性炭技术是将活性炭与臭氧结合在一起加以应用。活性炭主要是用于去除水中的小分子有机物，但受污染水源中通常是大分子有机物较多，这样就导致活性炭孔的表面积不能得到充分利用。所以在碳层中加入臭氧的氧化作用，主要作用就是将水中的大分子有机物转化为小分子，改变其分子的结构形态，从而为活性炭吸附小分子有机物提供可能性。通常在处理过程中，对来水先进行臭氧氧化，然后使用活性炭吸附，在吸附的过程中继续对其氧化，这样可以有效提高活性炭的吸附效果。
4.3 超声技术
超声技术是指利用空化能量加快和控制化学反应，提高反应效率的一种水处理工艺。超声波能加快反应进场的作用原理主要有空化效应、机械剪切效应和自由基效应等。反应中，超声能够破坏颗粒双电层的球形对称，使颗粒之间更易于凝聚；超声技术的高频振动特性在溶液中空穴附近形成热点，使进入空化泡中的水蒸气发生了分裂及链式反应，形成H和-OH自由基。同时，强大的剪切力又可使大分子主链上的碳键断裂，从而起到降解高分子的作用，自由基进入溶液促使物质氧化分解。在实践中，超声技术与一些高级氧化技术通常一起应用，在降解污染水中有机物方面是一门新的应用技术。其特点在于反应时间短、去除效果好、提高废水的可生化性、工艺设施简单等。
三、结语
综上，随着水源污染加剧和饮用水水质标准的提高，实际工作中应根据水污染的特点，并结合当地的环境、经济条件，合理选择适合自身需求的工艺。将重点放在低能耗、绿色环保、多功能净水作用以及可显著提高饮用水水质的除微污染成套工艺技术上，同时重点发展高效优质除污染技术，强调技术与设备的系列化、成套化、标准化。
参考文献
[1] 张红专.饮用水处理技术研究进展[J].工业用水及废水，2011，（2）.
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