膜技术应用于饮用水处理的试验研究

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1、1.2饮用水处理工艺1.2.1传统饮用水工艺及问题随着我国社会与经济的发展，我国供水行业所面临的突出问题是水质问题，一方面水源普遍受到污染，另一方面水质需求标准不断提高。而我国城市自来水水质明显低于国外发达国家。原因一方面是由于我国现有水源均有不同程度的污染，而另一方面是由于我国大多数水厂仍然采用的是常规饮用水处理工艺:混凝一沉淀一过滤一消毒。这种常规处理工艺主要去除对象是原水中的浊度、色度、悬浮物、胶体杂质和细菌。通过投加混凝剂，使水中的胶体和细小悬浮物相互聚合，形成较大颗粒絮体，再通过沉淀进行分离。过滤则进一步截留沉淀后水中残留的杂质，降低水的浊度。在饮用水处理工艺中，过滤工艺是不可缺少

2、的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。并且，采用消毒来火活水中的致病微生物。水的消毒方法很多，包括氯及含氯化合物消毒、臭氧消毒、紫外消毒等，其中氯消毒最为经济，使用方便，效果显著，应用也最为广泛。目前我国绝大多数给水厂仍然主要采用传统水处理工艺。水源水中的有机物含量日益增多，组分复杂多变，水库、湖泊由于富营养化导致藻类滋生严重，加重了水源处理的困难，这都给传统的饮用水处理提出了严峻的挑战。而2007年7月1口起实施的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求。自20世纪70年代初美国环保局在饮用水中检测出致突变的三氯甲烷以来，水中有机物对

3、健康的危害引起人们越来越多的关注水质标准日益严格化。如何获得安全可靠的饮用水已成为给水领域的研究热点。这些研究主要集中在三个方面:减少水中人工合成有机物的含量、控制消毒副产物的生成及提高饮用水的生物稳定性。这三方面的研究均可归于去除水中的各种有机物。水源水中的污染物主要是天然有机物(NaturalOrganicMatter,NOM，是动植物在自然循环和代谢过程中腐烂分解所产生的物质，其主要成分是腐殖质，表面含有多种官能团，能够与钙、镁、锰等大分子金属离子络合，从而影响水处理中混凝效果。腐殖质的主要官能团包括羟基、酚羟基、醇羟基、梭基和间苯二酚等。腐殖质是水处理工艺中最为难处理的部分，按其在酸

4、、碱中的溶解性差异可分为:腐殖酸（HA)、富里酸(FA)和腐黑物，在一般的混凝条件下很难得到有效地去除。腐殖酸的存在，一方面会使水中金属离子和微量元素含量下降，矿化度降低，从而破坏了某些人体必需元素如Ca,Mg,Mn,V,Mo等的吸附和平衡;另一方面，可以影响金属离子的毒性和生物有效性腐殖质本身对人体并没有毒害作用，但它属于难降解有机物，且具有较高的卤代活性，是最常见的三卤甲烷(THMs)前体物质，易在水厂加氯过程中形成消毒副产物DBPs和三卤甲烷类致癌物质。这些化合物对人体有害，有致癌作用，去除水中的有机物可以有效减小THMs的生成量，消除其对人体健康的影响。总体来说，治理微污染水源特别是

5、去除水中有毒有害物质成为饮用水处理中急待解决的问题。传统水处理工艺面临水源水质的持续恶化，有时无法满足饮用水标准要求。1.2.2饮用水处理工艺发展面对传统工艺的以上问题，多种行之有效的新型水处理工艺已被开发出来，以提高饮用水水质。包括强化常规处理、预处理和深度处理等技术都是近几年水处理技术的主要发展趋势。2.2.1强化常规工艺强化常规处理包括强化混凝、强化沉淀与气浮和强化过滤等。强化混凝主要是基于混凝剂投加量的提高或混凝过程pH条件的控制，包括最大化去除颗粒物和浊度，最大化去除水体有机物和DBPs前体物，减小混凝剂的残余量，减少污泥产量，最小化生产成本等。强化沉淀的措施主要是优化斜板间距、优

6、化沉淀区流态、优化排泥，采用斜管代替斜板的斜管沉淀、拦截式沉淀等;而强化气浮则主要是优化气浮的接触区和分离区、优化进水和出水、优化各区流态、气浮与预氧化结合技术、实现高速气浮与多功能气浮等。强化过滤技术可以通过对滤池滤速的控制，采用新型或多层的滤料，增加预处理以及投加助滤剂等方式实现，而其中最为关键的是滤料的选择。而现有的研究也只要是围绕这个主题展开的，从早期的石英砂和无烟煤，到陶粒、瓷砂、泡沫塑料和纤维滤料等。目前，国内外的研制的新型滤料主要是通过改变滤料表面特性、改善过滤性能来提高其截留能力，达到改善水质的目的。改性滤料即是在载体滤料的表面通过化学反应涂上一层改性剂(通常为金属氧化物)，

7、从而改变滤料颗粒表面物理化学性质，以提高滤料对某些特殊物质的吸附能力和增强滤料的截污能力。2.2.2预处理技术目前我国常用的预处理技术主要有吸附法、化学氧化法和生物氧化法。吸附预处理技术是指利用物质的吸附性能或交换作用来去除水中污染物的方法。目前用于水处理的吸附剂有活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、多孔合成树脂、活性炭纤维等。粉末活性炭(PAC)是其中应用最为广泛的方法，是将PAC和混凝剂一起投加于