1、飲用水處理工藝技術的研究進展 摘要： 摘要：飲用水的凈化技術與工程設施， 是從人類和水源污染及由此引起的疾病所做的長期斗爭中產生和發(fā)展起來的。 關鍵詞 關鍵詞： 飲用水 水處理工藝 深度處理工藝 1 前言 前言 飲用水的凈化技術與工程設施，是從人類和水源污染及由此引起的疾病所做的長期斗爭中產生和發(fā)展起來的。 19 世紀，歐美一些國家由于排出的污水、糞便和垃圾等使地表和地下水源受到污染，造成 霍亂、痢疾、傷寒等水傳染病的多次大規(guī)模的爆

2、發(fā)和蔓延，奪去了成千上萬人的生命。這些慘痛教訓，導致了傳統(tǒng)飲用水處理工藝的誕生。其代表處理流程是混凝→沉淀→過濾→投氯消毒，主要用以除去原水中的濁度和病原菌。 自 20 世紀 60 年代以來，隨著工業(yè)和城市的迅速發(fā)展，飲用水源不僅受到越來越多的城市污水和工業(yè)廢水等點污染源的污染，而且還受到更難控制的非點污染源的污染，給水中帶來了難以或不能生物降解的有機物。面對越來越多的有機物，傳統(tǒng)水處理工藝相形見拙，表現在： （1）不能有效去除各種有

3、機物。且氯化消毒產生的多種有機鹵化物，比其先質毒性更大； （2）水廠沉淀池、濾池濾料層的含泥量中有機物的溶出與遷移會帶來有機物； （3）為改進絮凝，提高濾池效率，保證殺菌效果的多點投氯，為氯與水中的有機物（如富里酸、腐殖酸）反應生成 THMs 等消毒副產物創(chuàng)造了條件； （4）自來水在冗長的輸水管道及水塔、水箱等設施中，余氯與水中的有機物有時間進一步反應，又因為管網腐蝕、泄漏、接觸污染，會生成更多的 THMs，導致了二次污染。據北京市衛(wèi)生

4、防疫站的檢測，由于二次污染，有 15％的自來水超過飲用水標準。 新的挑戰(zhàn)，導致了飲用水處理的第二次革命：不僅要除去濁度和病原菌，而且還要除去多種多樣的有機和無機微量污染物。其處理途徑概括為二：一是對氯化消毒副產物（DBP）的前驅物（THMFP）加以控制，從而減少 DBP 的生成，如通過生物預處理法、臭氧-活性炭法、空氣吹脫法等方法處理后再進行氯化消毒；二是對自來水進行深度凈化，減少 DBP 的含量，可采用的方法有：分質供水（管道或桶裝）

5、、多級蒸餾法、膜分離、離子交換、活性炭吸附等。 2 傳統(tǒng)飲用水處理工藝的改進： 2.1 混凝 混凝工藝主要去除水中的懸浮顆粒、濁度和消毒副產物（DBPS）的前驅物質—天然有機物（NOM）。其效果與混凝藥劑品種、投加量、pH 值、攪拌程度、混凝劑和助凝劑投加順序、原水特性等因素有關。快速劇烈的混合，利于混凝藥劑擴散和水中膠體的脫穩(wěn)。進入 80 年代，加強混合才成為給水界的共識，現常用的混合設備有：水力隔板混合、水泵混合、機械混合、靜態(tài)混合

6、器、混合池、槽等。在絮凝藥劑投加控中國城鎮(zhèn)水網 www.chinacitywater.org(6)超臨界水氧化：利用水在超臨界狀態(tài)下能與有機物和氧氣（空氣）以任何比例互溶這種特殊性質，使水中有機物得以除去。 優(yōu)點是： （1）效率高，處理徹底 （2）反應速率快，反應器結構簡單，體積小 （3）適用范圍廣 （4）不形成二次污染 （5）當有機物含量超過 2％就可依靠反應過程中自身氧化放熱來維持反應所需的溫度。但尚需考慮設備的腐蝕、鹽的沉淀、催化

7、劑的使用及熱量的傳遞等因素。 (7)濕式催化氧化法：在高溫高壓及催化劑存在條件下，空氣中的氧氣可以將有機物降解，其催化劑一般為貴金屬，催化劑的失活與再生有待于進一步研究，高溫、高壓的反應條件對反應設備提出了特殊的要求。 (8)超聲氧化法（UltrasonicIrradiation,UI）能將 THMs、氯酚、含氮酚完全或大部分氧化分解。超聲氧化法與臭氧結合，能加速對大腸桿菌等細菌的殺菌作用，并且比單獨使用 O3 節(jié)約用量 50%。 (9

8、)微波消毒：利用微波（1～120mm）熱效應和非熱效應及其它因素共同作用殺滅細菌，操作簡單，能耗低，且不產生二次污染. (10)高錳酸鉀氧化：能有效去除水中的多種有機污染物；能顯著控制氯化消毒副產物；用于預處理，可以破壞氯仿和四氯化碳的前驅物質，并有一定的色、嗅、味的去除效果。缺點是：對高分子量、高沸點有機污染物， 去除效果很差； KMnO4 投加量控制不當時會引起水的色度和濁度增加； 另外,反應中生成 MnO2產生了額外的污泥。 高錳

9、酸鉀與粒狀活性炭聯用，由于相互促進的協同作用，對原水表現出優(yōu)良的去除效果。 (11)高鐵酸鉀氧化：通過其強烈的氧化作用，殺死了菌體，它集消毒、絮凝、氧化、吸附及助凝于一體，具有殺毒效果好、功能多、安全性好、應用廣的優(yōu)點，但高鐵酸鉀不穩(wěn)定，難于制備。 (12)磁化消毒：利用磁場降解水中的污染物。其影響因素有：磁場力、水流流速、流體與磁體表面的接觸面積、懸浮顆?；蛐跄w的粒徑、懸浮顆粒的磁化率等。磁分離設備簡單、易實現自動化、處理量大,不受

10、自然溫度的影響。用于水的殺菌消毒處理、不會產生有害的副產品、能同時凈化多種污染、可處理礦化度較高的水源、可去除那些耐藥性和毒性很強的病原微生物、細菌以及一些難降解的有機物等。通過投加磁種和混凝劑， 可使各種性質的弱磁性微細顆粒甚至半膠體顆粒在高梯度磁場中能得到高效去除。 但是，由于剩磁作用，被吸附的磁性顆粒難以被沖洗干凈，影響著下一周期的工作效率。 (13)表面接觸消毒技術：將消毒介質固定化，避免了對環(huán)境的二次污染；并可進行回收利用；但