給水廠水質(zhì)凈化技術(shù)探討

張裕豐

（上海城投原水有限公司黃浦江原水廠，上海201114）

1 引言

在過去城市化還不像現(xiàn)在這么發(fā)達(dá)的時候，工業(yè)對于水質(zhì)的污染規(guī)模還不是很大，通常對于飲用水的處理只需要經(jīng)過一些簡單的工序后就可以飲用。但是隨著工業(yè)越來越發(fā)達(dá)，工業(yè)污染的面積越來越大，污染程度也越來越深，這對于飲用水處理工序的要求也不斷提高。在對原水進(jìn)行預(yù)處理以及進(jìn)行常規(guī)工藝處理后，再進(jìn)行深度處理，這是很多水廠目前所采用的工序。

2 常規(guī)凈水工藝

常規(guī)凈水工藝主要是去除水中的懸浮物和膠體物等，這些工序所需要的技術(shù)通常有混凝、沉淀、過濾和消毒等。我國絕大多數(shù)的水廠通常都使用這些常規(guī)凈水工藝。

2.1 混凝

混凝的主要作用是將水中的雜質(zhì)聚集在一起，這樣有利于雜質(zhì)的快速沉降。雖然通過自然的沉淀就可以讓大多數(shù)的懸浮物沉降，但是這卻是個緩慢的過程，所以只進(jìn)行自然沉淀是不太可行的，這就需要進(jìn)行混凝處理。在傳統(tǒng)技術(shù)中，混凝階段的主要作用是去除水中的懸浮物，而對于這個過程的主要評價指標(biāo)就是水的濁度。但隨著濁度的降低,吸附于濁質(zhì)的有機(jī)物以及溶解度較低的有機(jī)物也可相應(yīng)去除的。

2.2 沉淀

水中的較大顆粒物可以因為重力的作用進(jìn)行分離，而對于小于20μm的膠體卻不能通過沉淀法進(jìn)行去除，需要經(jīng)過混凝處理令顆粒尺寸變大，才能繼續(xù)沉淀。當(dāng)雜質(zhì)比重小的時候還可以采用氣浮的方法，并且氣泡越多越均勻，氣浮效果也就越好。無論是沉淀還是氣浮去除雜質(zhì)的效果都和水流的狀態(tài)有關(guān)。水流慢，擾動小，沉淀的效果也就好。另外，沉淀或者氣浮的效果還與沉淀的深度有關(guān)，沉淀深度越大，所需時間也就越長，所以淺池的效果往往會更好，這就是淺池原理。所以人們根據(jù)這個原理發(fā)明了斜管沉淀池，這種新的沉淀池既可以縮小沉淀距離，又可以減少水流攪動。

2.3 過濾

在經(jīng)過混凝和沉淀這兩道工序后，水的濁度也大大降低，但仍然沒有達(dá)到可飲用的標(biāo)準(zhǔn)，要進(jìn)一步降低濁度就要進(jìn)行過濾。過濾一般是讓水通過具有孔隙的粒狀料層，留下或者吸附水中的雜質(zhì)，從而凈化水質(zhì)。過濾不僅會降低濁度，很多細(xì)菌也會被去除。而殘留的細(xì)菌和病毒等會因為失去保護(hù)而呈現(xiàn)裸露狀態(tài)，這就會節(jié)省很多步驟。

2.4 消毒

消毒是水處理中的一道重要工藝，它的作用是消除水中那些致病的微生物[1]，并且防止傳染病通過水進(jìn)行傳播。消毒工藝中可以使用的消毒劑有很多種類。本文主要介紹的是次氯酸鈉。次氯酸鈉作為一種用途十分廣泛的強(qiáng)氧化劑，殺菌效果非常明顯，并且相對于氯氣等氣體消毒劑，它更加容易溶于水，而且更加容易計算用量，同時液體相對于氣體更加容易存儲也更加安全，所以是一種較為安全的消毒方式。近年來，越來越多的自來水廠開始選擇使用更加安全的次氯酸鈉消毒液。

次氯酸鈉和氯氣的效果相差不大，都是強(qiáng)力滅菌藥劑。次氯酸鈉的優(yōu)點主要有：可以精準(zhǔn)投加，并且次氯酸鈉溶液的消耗量相對較少，操作安全方便；使用次氯酸鈉消毒的網(wǎng)管余氯衰減比較慢，并且更具有持續(xù)消毒的能力；次氯酸鈉更加安全，就算泄露也不會危害人體安全，也不會產(chǎn)生有害副產(chǎn)物；次氯酸鈉不會與水反應(yīng)形成類似鹽酸的產(chǎn)物，對管道產(chǎn)生腐蝕，而且次氯酸鈉還更方便運輸，原料也容易取得。同樣次氯酸鈉也存在一些不足，例如它的使用成本較高；對于用量沒有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)；其質(zhì)量沒有的得到有效保證等。

3 預(yù)處理

預(yù)處理是根據(jù)傳統(tǒng)工藝中所存在的缺陷，對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和強(qiáng)化。采用一定的物理或者化學(xué)方法可以去除一些常規(guī)工序不能去除的污染物，并且有著很好的效果，還減輕了常規(guī)處理和深度處理的一些負(fù)擔(dān)。下面介紹了幾種常見的預(yù)處理技術(shù)。

3.1 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是向原水中加入強(qiáng)氧化劑，憑借氧化能力來去除水中的一些有機(jī)污染物，這樣不僅會減輕后續(xù)水處理工藝的負(fù)擔(dān)，還可以在一定程度上改善水質(zhì)。在氧化的過程中，氧化劑會和水中的多種成分產(chǎn)生作用，而且在去除有機(jī)污染物的時候，也會有一些副產(chǎn)物產(chǎn)生。

3.2 生物氧化法

在常規(guī)凈水工藝之前增加一步生物處理工藝，憑借微生物的新陳代謝等活動對水中的有機(jī)污染物和一些無機(jī)污染物進(jìn)行第一步凈化，改變水的混凝效果，給常規(guī)處理和后續(xù)深度處理減輕一些負(fù)擔(dān)，這就是生物氧化法。生物氧化的效果和水溫有很大關(guān)系，在水溫較高時，生物活性相對也就較高，處理效果也就更好，所以這種生物氧化法普遍在南方應(yīng)用。

4 深度處理

越來越多的人注重個人的身體養(yǎng)護(hù)，對衣食住行都有著嚴(yán)格的要求，所以人們對于飲用水的質(zhì)量要求也愈加嚴(yán)苛，再加上水源受污染程度逐漸加深，深度處理將會成自來水廠所必備的處理設(shè)施，也會更加的常規(guī)化。深度處理的主要目的是更進(jìn)一步地去除在常規(guī)處理后水中殘存的微量有機(jī)污染物，這樣可以提高水的品質(zhì)，更加有利于人體健康。

4.1 活性炭吸附

活性炭具有較強(qiáng)的吸附能力，因為它的表面有許多孔隙，能夠更好地吸附水中含有的腐殖質(zhì)、有機(jī)物以及其他有害物質(zhì)，同時也能夠降低水的色度和耗氧量等指標(biāo)，讓水喝起來口感更好也更加安全。在水處理過程中，污水需要和吸附劑接觸時間都和吸附速度有關(guān)。而活性炭的吸附能力的大小和活性炭本身孔隙的大小和結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。一般都是顆粒越小，孔隙的擴(kuò)散速度就越快，活性炭的吸附能力也就越強(qiáng)，所以活性炭是水處理中的重要一環(huán)。但是如果只是簡單地使用活性炭進(jìn)行吸附，只是把被吸附的物質(zhì)聚集在活性炭里面，但這些物質(zhì)并沒有被去除，所以活性炭在吸附一段時間后，就會達(dá)到它的飽和度不能繼續(xù)進(jìn)行吸附。雖然失效的活性炭還可以再生，但是再生需要復(fù)雜的設(shè)備和煩瑣的操作，會帶來昂貴的費用，這就使得活性炭吸附技術(shù)不能夠廣泛開展。

4.2 臭氧—生物活性炭

正是因為單純活性炭吸附所存在的一些缺點，臭氧—生物活性炭就此誕生了，臭氧—生物活性炭就是在炭濾池前加入臭氧，通過臭氧和微生物一起分解吸附在活性炭上的那些有機(jī)物，這樣可以保證活性炭在長期內(nèi)保持活性，有效降低活性炭的再生頻率。活性炭起著雙重作用，第一，它是具有高吸附性，能夠吸附水中的多數(shù)污染物質(zhì)；第二它同時也是生物載體，作為生物載體給微生物的附著和生長創(chuàng)造了一定的條件。

5 結(jié)語

面對水污染的范圍不斷擴(kuò)大和程度不斷加深的情況，再加上人們對飲用水水質(zhì)的要求不斷提高，過去的那些常規(guī)的混凝、沉淀、過濾和消毒的一般凈水技術(shù)已經(jīng)無法完全解決水源不斷惡化的問題，所以必須要在現(xiàn)有的常規(guī)處理技術(shù)的基礎(chǔ)之上，發(fā)展新工藝來解決問題。預(yù)處理和深度處理技術(shù)的使用可以有效去除水中所含的有機(jī)污染物，同時還減輕了后續(xù)工藝的工作量，減少了消毒副產(chǎn)物的生成量，令水廠對水處理的工藝有了新看法。