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1、深度处理技术在饮用水中的应用：正文根据笔者多年的工作经验，对饮用水深度处理技术的现状、几种处理技术去除效果与投资费用比较进行了浅谈。 关键词：饮用水；深度处理 1.饮用水深度处理技术现状 1.1活性炭吸附技术 活性炭技术是20世纪60年代从国外引进的深度处理技术,不仅是最成熟有效的方法,而且是具有潜力的技术。活性炭是一种多孔性物质,内部具有发达的空隙结构和巨大的比表面积,活性炭的空隙分为大孔、过渡孔和微孔,大孔主要分布在活性炭表面,对有机物的吸附甚微,过渡孔是水中大分子有机物的吸附场所和小分子有机物进入微孔的通道,而微孔则是活性炭吸附有机物的主
2、要区域,微孔构成的比面积占总面积的95%,活性炭对有机物的去除受有机物特性的影响,主要是有机物的极性和分子大小的影响,同样大小的有机物,溶解度愈大,亲水性愈强,活性炭对其吸附性愈差。实验结果表明,活性炭对分子量在500～3000的有机物有明显的去除效果,去除率一般为70%～87%,至今我们对它的吸附机理尚不清楚,因此活性炭被喻为BlackBox。 活性炭对水中氯化产生的“三致”物质不能有效去除,特别是对卤代烃前驱物和分子量大于3000的物质去除效果更差。当进水浊度高时,活性炭微孔极易被阻塞,导致活性炭的吸附性能下降,虽然再生能使活性炭恢复吸附能力,但随着
3、活性炭使用年限的增加,孔隙率及比表面积将不断降低,吸附容量也必然降低。 1.2生物预处理技术 针对水源水被污染的特性,可适时增加生物预处理。1971年日本小岛贞男首次成功地将生物接触氧化法应用于富营养活水源水预处理,去除藻类60%～80%,氨氮90%以上,臭味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入了给排水处理领域。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
4、氨氮、亚硝酸盐氮、藻类、臭味等,同时去除或减少可能在加氯后生长的致突变物质的前驱物,从而使水得到净化,对于减轻后续处理工艺负担有着重要实际意义。但生物预处理对某些降解缓慢的化合物,如氯仿、三氯乙烯等去除效果差,对优先污染物去除效果也不佳,无法间歇运行等。 1.3臭氧—生物活性炭技术(O3—BAC) 臭氧(O3)是一种很强的氧化剂和消毒剂,其氧化还原电位为2.07V,它可使水中大分子的有机物分解为小分子状态,改变水中成分达到净水的目的。但O3与有机物的反应具有较强的选择性,还可导致水中可生物降解物质的增多,使出水厂的生物稳定性降低,容易引起细菌繁殖。臭氧
5、的强氧化性也造成它在水中不稳定,容易失效,在管X中杀菌效果不能持久,因此臭氧很少在水深度处理工艺中单独使用,在此基础上发展了臭氧与活性炭联用技术。臭氧—生物活性炭技术是目前国际上最先进的水处理工艺,在日、欧、美广泛应用。目前国外普遍采用的工艺流程如图2： 图2 生物活性炭技术与单独使用活性炭吸附工艺相比,出水水质得到提高,增加了水中溶解性有机物的去除,对饮用水中微量污染物有很好的去除效果,国内学者研究表明对三卤甲烷前驱物的去除率比单独使用活性炭提高了11%～39%。水中氨氮可以被生物转化为硝酸盐,这样降低了消毒时Cl2的投加量,从而降低了水中的CH
6、Cl3生成量,并延长了活性炭的再生周期,减少了运行费用。 1.4膜处理技术 20世纪80年代,膜处理技术在国外已经发展成为饮用水深度处理的核心技术,欧、美、日等国家和地区将膜分离技术作为21世纪饮用水净化的优选技术。膜技术与活性炭吸附、臭氧氧化相比具有很大的优越性,被称为“21世纪的水处理技术”,它可以利用大量的海水资源,这是其他技术无法实现的,它最大的特点是分离过程中不伴随相的变化,仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很好的分离效果,其去除的污染物范围广,从无机物到有机物,从病毒、细菌到微粒甚至特殊体系的分离,不需加药剂,运转可靠,设备紧凑且容易自动控制
7、。根据膜截留粒径范围的大小,膜分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)。微滤、超滤可以代替常规饮用水处理的沉淀池和滤池,占用的空间少,由于投加的化学药剂仅针对溶解性污染物,因此投加量少,产生的污泥也少。 表1 2.几种处理技术去除效果与投资费用比较 饮用水深度处理技术是在水厂常规处理无法满足要求的情况下出现的,主要去除对象是水中的有机物。虽然深度处理技术对控制饮用水污染和提高水质发挥了较好的作用,但它们均存在局限性。因此,应根据各处理工艺的特点、经济运行成本及各水厂的实际情况,综合考虑,优化工艺,寻找总费用最低且可行的适合本厂
8、的饮用水处理工艺方案。依据《给水排水工程概预算与经济评价手册》中构
