国内外饮用水的预处理和深度处理

国内外饮用水预处理与深度处理技术

学生：曾雪萍学号：20086814

摘要：随着有机化工、石油化工、采矿、农药和医药工业的迅速发展，造成水源水污染的有害物质数量也逐年增多。水源水中的人工合成有机物污染、内分泌干扰物污染等问题都开始受到人们的关注。这些污染物浓度很低，但很难通过常规的水处理工艺有效去除，且来源难以确定，已成为饮用水水质净化面临的重要挑战。研究表明，通过对原水采用预处理，以及在常规水处理后再进行深度处理可以改善和提高饮用水水质。关键词：饮用水预处理深度处理

一、饮用水预处理

预处理通常是指在常规处理工艺前面采用适当的物理、化学和生物的处理方法，对水中的污染物进行初级去除。同时使常规处理更好的发挥作用，减轻常规处理和深度处理的负担，发挥水处理工艺的整体作用，改善和提高饮用水水质。

工程中可采用的预处理方法有:生物预处理法、化学预氧化法、粉末活性炭法等。（1）生物预处理法

针对水源水被污染的特性，可适时增加生物预处理。生物预处理主要是对原水进行曝气或其他生物处理，去除水中氨氮和生物可降解有机物，包括生物接触氧化池和曝气生物滤池等。1971年，日本的小岛贞男首次成功地将生物接触氧化法应用于富营养化水源水预处理，去除藻类60%^80%,氨氮90%以上，嗅味50%-70%，使水厂出水水质得到明显改善，把本来属于污水处理应用范畴的生物法引人了给排水处理领域。

生物预处理工艺以生物膜法为主导，生物预处理的填料上生长着细菌、原生动物、后生动物等微生物形成生物膜，在与水接触时，生物膜上的微生物摄取、分解水中的有机物和氮、磷等营养物质。去除常规工艺不能充分去除的氨氮、亚硝酸盐氮、藻类、可生物降解有机污染物等，此外，还能去除或减少可能在加氯后生长的致突变物质的前驱物，不同程度地去除原水中的铁、锰、色、嗅及浊度，从而使水得到净化。其中，CODMn,,去除率一般为15%-20%，氨氮和亚硝酸盐去除率可高达80%以上。

生物预处理适合于水中有机污染物可生化性较强、无工业废水污染的情况，，对优先污染物去除效果也不佳，且无法间歇运行等。如果原水受生活污水污染，有机物和氨氮较高〔接近或超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002) 中的111类水体的上限〕，与增加臭氧一活性炭深度处理相比，选用生物预处理是解决该类水质问题的经济合理的选择方案。生物预处理方案的确定应结合已有研究成果和原水水质特征进行必要的模拟试验，确定生物预处理的工艺适用性、池型及设计和运行参数。

(2)化学预氧化法

化学预氧化法是将氯、臭氧、高锰酸盐等氧化势较高的氧化剂投加到原水中，以氧化或者催化氧化水中的有机物或改变有机物的性质，同时削弱污染物对常规处理工艺的不利影响，强化常规处理工艺的除污效能。化学预氧化的目的主要是为去除水中有机污染物和控制氧化消毒副产物，从而保障饮用水的安全性。此外预氧化的目的还有除藻、除嗅和味、除铁和锰、氧化助凝等作用。

在传统给水处理工艺中，可在多个点加人氧化剂，氧化剂在不同点起着不同的作用。在预处理过程中，氧化剂和水中多种成分作用，能够提高对有害成分的去除效率，但各种氧化剂作为预处理对给水处理的综合影响程度较大。目前，能够用于给水处理的氧化剂主要有臭氧、高锰酸盐、氯、二氧化氯、过氧化氢等。

(3)粉末活性炭法

粉末活性炭法通常将粉末活性炭投加到原水中，吸附水中的有机物，然后通过后续的混凝沉淀加以去除，该法能够显著改善水的色嗅味、对相对分子质量为1000-5000 的有机物有较好的去除效果，对于相对分子质量较小的有机物，吸附效果往往随有机物性质的不同而差别较大。国外对粉末活性炭吸附性能做的大量研究表明:粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚，农药中所含的有机物，三卤甲烷及前驱物以及消毒副产物三氯乙酸、二氯乙酸和二卤乙睛等均有很好的吸附效果。粉末活性炭可分为干式投加和湿式投加两种，一般干式投加采用干式投加机，湿式投加采用计量泵。从净水效果和操作环境考虑，推荐采用湿式投加。粉末活性炭的投加点一般是水厂进出口、快速混合处、反应池中段和滤池进口，其投加量根据水质的不同而变化较大。

粉末活性炭与粒状活性炭相比具有基建与投资少、使用灵活、管理方便的特点，特别适于季节性短期污染高峰负荷的水质净化。在水源受污染较重的季节，投加粉末活性炭可作为应急措施。粉末活性炭可与硅藻土、高锰酸钾等药剂联用，不仅可以节省投加量，也能取得更好的处理效果。

二、饮用水深度处理

在饮用水常规处理后再加上深度处理，能够对微量的影响水质安全的杂质起到很好的去除效果。得到很好的水质，另外，现在对直饮水需求的呼声越来越高，深度处理技术就显得更为重要。

（1）砂滤技术

利用石英砂，去除大颗粒的水中悬浮物，降低水的浊度。

（2）活性炭吸附技术

活性炭属于一种非极性吸附剂，对非极性、弱极性的有机物有很好的吸附能力。在水处理中，主要用于去除水中的有机物、胶体硅、微生物、余氯、嗅味、色度及部分重金属离子，除余氯效果更佳。活性炭作为一种深度处理技术，可以用来吸附去除水中的有机物、色、嗅、味、和部分重金属离子。但在直饮水处理中只能与膜过滤、离子交换器联合应用，作为其预处理技术，滤料为颗粒活性炭。活性炭过滤器在以往的工程中，也可用活性炭与臭氧连用方法，处理效果明显。作为膜法过滤、离子交换器的预处理，对这些设备能起到很好的保护作用。

（3）离子交换软化技术

常用的钠离子交换系统、电渗析——钠离子交换系统和弱酸氢——钠离子串联系统3种。它通过阴、阳离子交换去除水中的钙、镁离子，降低水中硬度。

（4）电渗析技术

在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性（即阳膜只许阳离子通过，阴膜只许阴离子通过），使水中阴阳离子作定向迁移，从而达到离子从水中分离的过程。其主要作用是脱出水中的盐。体积较大，管理、维护要求较高。

（5）电吸附技术原理

电吸附水处理技术，又名电吸式水处理技术（Electro Sorb Technology），简称EST 技术。它是利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子的现象，使水中溶解盐类及其它带电物质在电极表面富集浓缩而实现水的净化或淡化的一种新型水处理技术。原水从一端进入阴、阳电极组成的空间，从另一端流出。原水在阴、阳极电极之间流动时受电场作用，水中带电粒子将分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，最终实现与水的分离，使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，而获得净化水或淡化水。