微污染水源水的给水处理技术详解

深度处理——臭氧/活性炭
原水 臭氧预氧化 慢滤池 生物活性炭过滤 臭氧氧化 氯消毒
臭氧/活性炭给水处理基本流程图
深度处理——臭氧/活性炭
DBP、THMs、 HAAs 等含 量都得到了大幅度降低。
深度处理——臭氧/活性炭
• 当然，臭氧活性炭联用技术也有其局限性，例 如臭氧在破坏一些有机物结构的同时也可能产 生一些带污染性质的中间产物。
吸附法 化学药剂法 生物法
预处理——曝气法
• 曝气可直接去除水源水中大部分挥发性物质， 如挥发性有机物质、NH3和H2S等还原剂。
• 通过曝气，水中溶解氧含量增加，可氧化分解 水中部分有机物，还使得水中胶体脱稳，有助 于水厂的后续处理。
• 此外，曝气还可降低水中的藻类和有机污染物 产生的异臭和色度。
• 研究结果表明，水源经臭氧活性炭吸附深度处 理，氯化后出水水质仍具有致突变性。
深度处理——紫外光/臭氧联用
• 紫外光和臭氧(UV/O3)结合的方法基于光激发 氧化法，产生的氧化能力极强的自由基(OH自 由基)可以氧化臭氧所不能氧化的微污染水中的 有机物，有效去除饮用水中的三氯甲烷、六氯 苯、四氯化碳、苯等有机物，降低水中的致突 变物活性。
处理流程
处理流程
预处理
常规处理 深度处理
预处理
• 一般把附加在传统净化工艺之前的处理工序叫 预处理技术。
• 预处理技术是采用适当物理、化学和生物的处 理方法，对水中的污染物进行初级去除，使常 规处理能更好地发挥作用，减轻常规处理和深 度处理的负担，改善和提高饮用水水质。
预处理——分类
预处理
曝气法
• 应用较为广泛的有以下几种方法——
深度处理——臭氧氧化
• 臭氧是一种强氧化剂，它在给水处理中有着很长的历 史。最初用来作为消毒剂、控制色度或嗅味，现又用 来去除水中有机物。
• 由于投量的限制，O3不能将水中有机物全部无机化， 但可将大分子有机物分解成分子较小的中间产物。O3 预处理的水再经氯化消毒，水中“三致”物质可能低 于未预处理的水，也可能更高，其效果视水质而定， 这是因为O3副产物，如醛、酮、醇、过氧化物氯化会 产生THMs。
深度处理——活性炭吸附
• 活性炭吸附深度处理，是目前国内外公认的在净化微 污染水方面较为成熟和有效的措施之一。活性炭吸附 净化是利用活性炭微孔巨大的比表面积产生的强吸附 能力，对水中有机物进行吸附净化。
• 活性炭对一些有机氯化物的去除效果比较差，虽对水 中氯化产生的致突物质有去除作用，但并不能有效去 除氯化致突物质容
背景介绍 污染物质
预处理
常规处理 深度处理 发展趋势
背景介绍
• 地表水水位下降 • 地表水源水质受到极大危害
污染物质
水中污染物质
胶体
有机物
传统有机污染物 有毒有机污染物
腐殖质
耗氧有机物
藻类有机物
污染物质
• 微污染水源水是指受到有机物污染，部分项目 的指标超过卫生标准。这类水中所含的污染物 种类较多、性质较复杂，但浓度比较低。
• 微污染水源水中主要是有机污染物：
天然有机化合物
人工合成有机物
水中动、植物分解而形 成的产物(如腐殖酸等)
农药、重金属离子、 氨氮、亚硝酸盐氮及 放射性物质等
污染物质
微污染水源的水质特点
1
2
3
4
受工 业废 水和 生活 污水 影响
水中 溶解 性有 机物 大量 增加
一些 有害 微生 物较 难去 除
内分 泌干 扰物 质去 除率 不高
预处理——化学药剂法
• 化学药剂法主要利用化学药剂的氧化作用去破 坏水中的污染物的结构，达到转化或分解污染 物的目的。
• 目前研究比较多的氧化剂有高锰酸钾、氯气、 臭氧、高铁酸钾等。通过使用这些药剂，对水 中有机物和其他污染物的去除有明显的效果。
预处理——化学药剂法
• 化学药剂法作为水处理中一种不可替代的技 术，它对水中的污染物的去除具有较为明显 的作用，但是作为饮用水源水这种特殊用途 水的处理，各种化学剂的使用或多或少都会 对水的安全性产生一定的影响。
混凝
沉淀澄清
过滤
消毒
常规处理的对象主要是水中的悬浮物、胶体杂质和细菌
常规处理
• 然而，常规水处理工艺不能有效去除微污染原 水中的有机物、氨氮等污染物；液氯很容易与 原水中的腐殖质结合产生DBPs、THMs。
• 故还需对微污染水源水进行深度处理。
深度处理
• 在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法， 将常规处理工艺不能有效去除的污染物或DBPs 的前驱物加以去除，以提高和保证饮用水质。
深度处理——活性炭吸附
深度处理——活性炭吸附
深度处理——活性炭吸附
深度处理——臭氧/活性炭
• 臭氧活性炭联用深度处理技术采取先臭氧氧化后活性炭 吸附，在活性炭吸附中又继续氧化的方法，扬长避短， 这一工艺可使活性炭充分发挥吸附作用。
• 在炭层中投加臭氧，可使水中的大分子转化为小分子， 改变其分子结构形态，提供了有机物进入较小孔隙的可 能性，使大孔内与炭表面的有机物得到氧化分解，使活 性炭可以充分吸附未被氧化的有机物，从而达到水质深 度净化的目的。
预处理——曝气法
• 采用单纯的曝气预处理方式，投资少，管理运 行简单，对于后续处理有一定的作用；
• 但是难挥发有机物和氨氮去除率较低，所以一 般把曝气和其他工艺进行组合。
预处理——吸附法
• 以活性炭为代表。 • 现有研究报道，用活化沸石替代活性炭。 • 吸附法作为去除水中溶解性有机物的最有效方
法之一，可以明显降低水的色度、嗅度和各项 有机物指标，如果能解决运行费用高和再生的 问题，将会是微污染水处理最理想的办法。
1-原水箱；2-进水泵；3-液位控制器；4-膜-生物反应器；5-出水 泵；6-鼓风机；7-膜组件；8-时间控制器；9-压差计
膜-生物反应器工艺流程图
预处理——生物法
出水渠
出水口
填料
进水口
进气口
生物接触氧化反应器
预处理——生物法
弹性填料生物接触氧化工艺
预处理——生物法
水源水、生化柱出水试验结果
常规处理
• 因此化学法有一定的局限性，在实际处理时 需结合实际情况慎重选择。
预处理——生物法
• 生物预处理就是借助于微生物群体的新陈代谢 活动除去水中的氨氮、有机物等污染物。
• 由于在低营养条件下生存的贫营养微生物通常 是以生物膜的形式存在的， 所以微污染水源 水的生物预处理方法主要是生物膜法。
预处理——生物法