给水处理常规工艺除污染特性初探

　　【摘要】：如何获得更安全卫生的水是当前的技术难题。当前大多采用的常规水处理工艺是经济、简便的除污方法，对城市污水再生效果较好。因此要加强常规工艺的研究，通过强化常规工艺解决除污染问题，减轻专项除污染工艺的负荷，降低水处理费用。
　　【关键词】：给水；常规工艺；除污；滤池；沉淀
　　
　　水源水污染的日渐严重，对水处理技术和工艺提出了更高的要求，如何获得更安全卫生的饮用水是当前的技术难题，直接关系到其工程造价、运行成本和出水水质。当前我国城市供水大多采用常规水处理工艺，即传统的混凝—沉淀—过滤—消毒工艺。充分发挥常规工艺的除污染能力，减轻或省略专门的除污染上艺，无疑是经济、简便的除污方法。为此，本文就常规工艺的除污染特性进行初步的探讨。
　　一、探讨给水处理常规工艺特性的意义
　　面对污染严重的水源水和不断提高的水质要求，研究开发各种除污染丁艺是当前的发展趋势。水厂常规处理工艺以去除浊度、病毒微生物及有机污染物等为主要目标的，使出水水质达到新的饮用水水质标准。它主要包括化学预氧化、强化混凝气浮和强化过滤等，其中化学预氧化涉及臭氧预氧化和高锰酸盐复合药剂(PPC)预氧化；强化混凝气浮涉及高效絮凝剂的应用以及采用高效溶气气浮代替沉淀工艺。
　　常规水处理工艺无论是在理论上还是在实践上都无重大技术突破，针对水污染主要是有机物污染的情况，以澄清过滤为主的水常规处理工艺虽然主要功能是除浊，但是也有相当的除污染能力，因为水中有一部分非溶解性的有机污染物可以伴随浊度物质的去除而去除，一些溶解性的有机污染物也可以附着于浊度物质上而被去除。而且该工艺对高藻水的水质净化能力有限，如藻类及有机物影响混凝效果，混凝、预氯化等化学处理过程会破坏藻体，释放藻毒素和致臭物质。液氯消毒易于产生挥发性卤代烃、卤乙酸等消毒副产物，因此研究常规工艺处理高藻水的工艺特征可以发现出厂水存在的主要水质问题，提出改善水厂出水水质和降低制水成本的技术对策，具有重要的现实意义。
　　二、给水处理常规工艺除污染方法
　　（一）常规工艺对CODmn的去除作用
　　不同系统对CODmn的去除情况有所不同。模拟常规处理的试验流程为：原水进入混合室，经搅拌30s后，继续进入一级反应室，快速搅拌7min，然后进入二级反应室，慢速搅拌7min，最后进入异向流斜板沉淀池沉淀5min，沉淀后出水部分溢流，其余进入滤柱过滤。水处理工艺流程为：管道混合器→机械浆板搅拌→斜管沉淀池→“V型”滤池。选择不同有机物含量的水样进行试验，有机物指标采用水厂常用的高锰酸盐指数(CODmn)。分析发现，在基本保证出水CODmn的质量浓度不超过《生活饮用水水质卫生规范》规定的3mg／L标准的条件下，模型系统对CODmn的去除率平均为70％；生产系统对CODmn的去除率平均约为60％。冬季CODmn去除率甚至超过了70％，即使是在原水低温低浊难于处理的情况下，也能去除原水中50%以上的CODmn。可见常规工艺具有不容忽视的除污染能力。
　　（二）滤池截留负荷的计算
　　通过对一个反冲洗周期内(48小时)的砂滤池进出水的水质进行测试，以观察这些指标的变化规律，计算滤池的截留负荷，并探索氧化剂对滤池的浸泡清洗效果。其中单个滤池负荷的计算步骤如下：在滤池一次反冲洗过程完成并重新进水之后，每隔若干小时对滤池的进出水进行监测，记录数据，以滤池出水各项指标变化对时间作图，作出其变化曲线。将相邻时问点的数据拟为线性变化，从而可以运用线性计算方法来计算滤池截留负荷。胞外藻毒素滤后升高，说明滤池已遭到藻类严重污染，不仅丧失了对藻类、胞外藻毒素的去除能力，反而成为释放藻毒素的场所，使滤后胞外藻毒素增加。
　　（三）预氧化的强化效果
　　化学预氧化是提高常规给水混凝工艺效率的主要方法，常用的预氧化剂包括氯、臭氧、PPC等。混凝剂种类直接影响出水的水质，药剂不同则其处理能力和适应性也有所不同。由于预氯化会引发副产物问题，因而其应用逐渐受到限制。气浮出水比沉后水浊度降低了很多，并提高了过滤工艺的除浊效果。无预氧化的气浮／过滤工艺的出水浊度比常规工艺的出水浊度降低很多。
　　（四）混凝剂品种及最佳投药量的选择
　　选择混凝剂、确定混凝的最佳投药量，都要考虑综合除浊和除有机物的要求，以提高除污效率。在投量较低的情况下，硫酸铝+活化硅酸(先投活化硅酸，硫酸铝和活化硅酸的投加质量比为20：1)的CODmn。去除率高于其他混凝剂约lO％，但是除浊能力较差；对于其他两种混凝剂，按除浊要求得到的较低的最佳投药量义不能满足除有机物的要求。若仅凭除浊效果，可以选择投加最较低的三氯化铁或聚合铝为混凝剂；但结合除污染效能，这3种混凝剂的最佳投加量相同，都可以考虑。兼顾其他水质条件、价格、使用的方便等因素决定选取．
　　（五）滤池净化效能的修复
　　净水厂常规工艺处理受藻类污染的水源水时，均存在滤后胞外藻毒索增高的现象。提高滤池对藻类的截留负荷与对截留藻的反冲效果。抑制滤后胞外藻毒素升高，以使水厂在藻类水华到来之时确保水质安全。滤池经氧化剂浸泡之后，去浊效果明显加强，尤其是投加二氧化氯。长时闻使用的滤池会使滤料板结，淤泥在其表面逐渐形成泥球，使滤料截留水中悬浮物的能力下降，经浸泡氧化之后，尤其是经二氧化氯浸泡之后，砂层上的粘泥可以被有效去除，增加了滤料颗粒截留凝聚胶体的能力，提高了去浊效果，使得出水浊度降低。滤池氧化浸泡之后，砂层被氧化清洗干净，经反冲洗能将截留的藻冲洗干净，这样就不使藻类细胞在滤池中积累，消除了滤后胞外藻毒素升高现象。
　　三、结语
　　上述研究结论表明，多数有机污染物可以由水处理常规工艺去除，常规工艺的除污染能力是不容忽视的，常规处理工艺对城市污水再生效果较好，可以有效去除有机物和浊度物质，是提高水处理系统除污染能力的关键。加强常规工艺是解决饮用水污染问题的一种经济有效的手段，在污染较轻的情况下，通过强化常规工艺就可以解决除污染问题；在污染较重的情况下，可以利用常规工艺去除大部分污染物，减轻专项除污染工艺的负荷，降低水处理费用。
　　【参考文献】：
　　[1]许国仁，高锰酸钾复合药剂的强化混凝效果[J]，中国给水排水，2010年5月
　　[2]曾光明，水环境健康风险评价模型及其应用[J]，水电能源科学，2009年12月
　　[3]齐雪梅，高锰酸盐复合药剂预氧化强化处理研究[J]，上海电力，2010年10月

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