浅议地表水处理技术

科技信息

一、常规净水工艺及其局限性

20世纪初，地表水处理技术已基本上形成了常规净水工艺的处理方法，即混凝、沉淀、过滤和消毒。这种常规的处理工艺至今被世界大多数国家所采用，成为目前饮用水处理的主要工艺。

常规净水工艺主要去除水中悬浮物和胶体物质，该工艺对水中难溶物和胶态有机物等去除率较高，但对溶解性有机物去除率却很低，难以有效地降低水中有机物污染。国内外的试验研究和实际生产结果表明，受污染水源水经常规的混凝、沉淀及过滤工艺只能去除水中20%～30%的有机物，且由于溶解性有机物的存在，不利于破坏胶体的稳定性而使常规净水工艺对原水浊度去除效果也明显下降，仅为50%～60%。地面水源中普遍存在的氨氮问题常规处理也不能有效解决。目前，国内大多数水厂都采用折点加氯法来控制出厂水中氨氮浓度，以获得必要的活性余氯，然而折点加氯法不但增加了水厂药剂费用、增加了出厂水的腐蚀性，更重要的是产生了严重的氯化有机物问题。因此采用常规净水工艺处理微污染水源水时，主要产生以下几方面的问题：(1)水中有机污染物大多是带负电荷的化合物，它们的存在使水的Zeta电位升高，要保证一定的出水水质，需要投加过量的混凝剂，从而增加了水处理成本，同时还可能产生新的污染物；(2)现有的常规净水系统对有机物的去除率一般为20%～30%，对氨氮的去除率为15%左右，出水中有机物含量仍然很高，并且某些有机物具有致癌性；(3)有机污染物在输水管网中被管壁上附着的微生物所利用，它们在氯化消毒之后，仍然存活，并且比一般的微生物危害更大，使得饮用水的生物稳定性和健康安全性降低，危害人们的身体健康。

二、微污染原水处理技术

近二十几年来人们一直在研究微污染水的处理方法。到目前为止，应用最多的是在常规工艺前加预处理或在其后增加深度处理，生物强化工艺也是研究的重点，同时还有其他的一些物理化学方法，具体的研究情况如下：

1.生物接触氧化

采用生物接触氧化法可有效地去除微污染水源水中的污染物质，能显著提高后续混凝沉淀池和滤池的除污效果，氨氮的去除率达75%以上，COD的去除率超过20%。但生物接触氧化工艺主要去除原水中的溶解性可生物降解有机物，若水中含有大量的不溶解性有机物，则有机物的去除率下降。原水中的有机物浓度过高则生长速率高的异养菌迅速繁殖，抑制了硝化菌的生长，使得硝化速率降低，氨氮的去除率下降。

2.生物滤池

C.K.Hope、T.R.Bott指出生物滤池对锰有很好的去除效果，并通过研究得出最佳的操作参数，缩短了滤池的成熟时间；王占生等对生物陶粒滤池去除微污染水源水中有机物和氨氮进行了深入的研究，研究表明生物陶粒滤池是去除微污染源水中有机物、氨氮等污染物的一种行之有效的方法。但是生物活性滤池的预氧化还存在一定的问题，如果采用Cl2预氧化则出水有色和味，且产生致癌物质三氯甲烷和卤乙酸；如果使用O3预氧化则水的生物稳定性变差等。

生物砂滤池工艺系统处理受污染地表水技术目前受到人们的重视。生物砂滤池是对普通砂滤池进行生物强化，是在普通滤池滤料表面培养附着生物膜，水在流经载体表面过程中，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对地表水体中的微污染物质进行氧化分解，使水质得以净化的一种工艺。研究表明生物砂滤池工艺系统对微污染水中的CODMn和TOC都有很好的去除效果。另外，生物砂滤池工艺系统对氨氮和亚硝酸盐氮的适应能力很强，在进水水质发生较大变化的情况下仍能保证出水的水质达标，能够得到安全、洁净的饮用水。

3.活性炭法

活性炭具有较大的孔隙率且吸附能力强，在水处理中具有明显的优势。研究表明，活性炭作为活性滤料或者直接投加到水中均有不错的效果，COD Cr、UV254和氨氮的平均去除率分别为40.4%、48.9%和82.5%，同时致突变活性由阳转阴。

4.臭氧

臭氧具有很强的杀菌消毒作用，可除臭去味、脱色、除铁锰，不易引起二次污染，而且臭氧可有效地氧化分解有机物，接触时间短且不受温度和pH的影响。但是臭氧对氯化产生的三氯甲烷去除效果不明显，还会产生令人恶心的臭味。臭氧处理后的水中NH4+-N略有上升，如果溶解氧不足还会硝化不彻底，使出水中的亚硝酸盐氮含量急剧上升。

5.膜法

将膜技术引入微污染水处理，效果良好，TOC和AOC的去除率分别为90%和80%，同时Ames试验由阳转阴。其中纳滤膜具有分离性能好，可同时去除多种污染物，出水水质稳定等优点；Gorenflo等应用纳滤膜处理高硬度高NOM的地下水，研究结果表明NOM的去除率达95%。但关于膜污染问题至今还没有很好的解决办法。

6.高锰酸钾法

高锰酸钾具有强化脱稳，增大絮体尺寸和加快沉降等作用，可有效去除水中的有机污染物，降低水的致突变活性。

7.人工湿地法

水生植物床是一种无基质型人工湿地系统，利用植物根系吸收、过滤及其生物的降解作用对水质进行净化。宋海亮、稻森悠平对水生植物滤床（APFB）处理微污染原水进行了研究，结果表明在最佳运行条件下APFB对氨氮、有机物、叶绿素和浊度的平均去除率分别达到30%、25%、80%和90%。

8.组合及其他工艺

上述等技术的组合工艺能充分发挥每种工艺的优势，相互取长补短，使出水水质达到更优。微污染原水处理还有其他处理工艺，如采用筛选、驯化、培养的菌种进行人工固定化，形成的固定化微生物对浊度、色度、COD Mn均有很好的去除效果；利用二氧化氯和氯混合消毒剂处理微污染水源水；采用强化混凝技术，通过改善絮凝条件，提高常规净水工艺对有机物的去除效果等。

参考文献

［1］王占生，刘文君.微污染水源饮用水处理［M］.北京：中国建筑工业出版社，1999：1~100

［2］刘易斯.国外水处理新技术［M］.张亚杰，顾泽南，宋仁元等译.上海：上海科学技术出版社，1989：8~20

［3］朱亮.供水水源保护与微污染水体净化［M］.北京：化学工业出版社环境科学与工程出版中心，2005：54~57

［4］钟淳昌，戚盛豪.给水处理技术的现状与发展［J/OL］.水工业学术研讨会，2004

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［6］王龙，李思敏.生物砂滤系统除微污染水源水色度与浊度的试验研究［J］.工程勘查，2007,(5)

［7］宿程远，张建昆，李思敏.生物砂滤去除微污染水源水浊度特性与机理研究［J］.工业用水与水,2008

浅议地表水处理技术

邢台市人力资源和社会保障局王云邢台职业技术学院鲍东杰许光

［摘要］文章指出了混凝、沉淀、过滤和消毒的常规净水工艺的局限性，针对近年来地表微污染水的处理方法进行分析归结，认为除了一些物理化学方法外，应用最多的是在常规工艺前加预处理或在其后增加深度处理，生物强化工艺也是研究的重点，介绍了诸如生物接触氧化、生物滤池、生物砂滤池、活性炭法、臭氧、膜法、高锰酸钾法、人工湿地法、组合及其他工艺在微污染水处理中的应用。

［关键词］地表水水处理微污染水源水

基金项目：本文系河北省建设科技指令计划（河北省建工新产品试制费计划）项目（编号：2011-145）。

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