生活飲用水處理技術(shù)及進展課件

生活飲用水處理技術(shù)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院李坤權(quán)一、飲用水的重要性二、飲用水存在衛(wèi)生問題三、水質(zhì)處理技術(shù)四、地面水除藻技術(shù)生活飲用水處理技術(shù)一、飲用水的重要性水是人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)水的生理功能與水相關(guān)疾病優(yōu)質(zhì)充足的生活用水，既能防病，又提高了人們的生活質(zhì)量二、水為人體生理功能所必需，體內(nèi)水失衡將導(dǎo)致疾病水在人體內(nèi)的生理功能人體維持生理功能所需的水的平衡量人體水失衡的癥狀㈠水在人體內(nèi)的生理功能水是人體構(gòu)造的主要成分水作為營養(yǎng)物質(zhì)的載體，參與食物的消化和吸收水作為代謝產(chǎn)物的溶劑，直接參與體內(nèi)物質(zhì)代謝及代謝產(chǎn)物的排泄，促進各種生理活動和生化反應(yīng)調(diào)節(jié)體溫潤滑組織㈡人體維持生理功能所需的水的平衡量體內(nèi)水的來源包括飲水、食物中的水及內(nèi)生水三大部分。通常每人每日飲水約1200mL，食物中含水約1000mL，內(nèi)生水約300mL。內(nèi)生水主要來源于蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物代謝時產(chǎn)生的水。每克蛋自質(zhì)產(chǎn)生的代謝水為0.41克，脂肪為1.07克，碳水化合物為0.6克。體內(nèi)水的排出以經(jīng)腎臟為主，約占60%，其次是經(jīng)皮膚、肺和糞便。成年人一日水的來源和排出量維持在2500mL左右。㈢人體水失衡的癥狀水缺乏癥水?dāng)z入不足或水丟失過多，可引起體內(nèi)缺水，重度缺水可使細胞外液電解質(zhì)濃度增加，形成高滲；細胞內(nèi)水分外流，引起脫水。失水超體重20%時，會引起死亡。水過多及中毒如果水?dāng)z入量超過腎臟排出的能力，可引起體內(nèi)水過多或引起水中毒，這種情況多見于疾病，如腎臟疾病、肝臟病、充血性心力衰竭等。用甘油作為保水劑時，偶有發(fā)生。正常人中極少見水中毒。水中毒的臨床表現(xiàn)為漸進性精神遲鈍、恍惚、昏迷、驚厥等，嚴(yán)重者可引起死亡。㈠水經(jīng)口引起的疾病介水腸道傳染病

介水傳染病是通過飲用或接觸受病原體污染的水而傳播的疾病，又稱水性傳染病。其主要原因是水源受病原體污染后，未經(jīng)妥善處理和消毒即供居民飲用，或處理后的飲用水在輸配水和貯水過程中重新被病原體污染。地面水和淺井水都極易受病原體污染而導(dǎo)致介水傳染病的發(fā)生?？山?jīng)水傳播的8種法定傳染?。杭醇最悅魅静≈械幕魜y：乙類傳染病中的病毒性肝炎（指甲型肝炎和戊型肝炎），脊髓灰質(zhì)炎，細菌性和阿米巴痢疾，傷寒和副傷寒，鉤端螺旋體病，血吸蟲??；丙類傳染病中的感染性腹瀉病。介水傳播疾病中又以其他感染性腹瀉和細菌性及阿米巴性痢疾的發(fā)病人數(shù)最多。㈠水經(jīng)口引起的疾病地球性化學(xué)性疾?。ㄋ缘胤讲。?/p>

某些地區(qū)由于地球化學(xué)特征形成水中氟濃度太低致兒童齲齒，水氟濃度太高致人群患氟斑牙、氟骨癥（地氟?。?；水碘濃度太低或太高致甲狀腺疾?。ǖ丶撞。?；水砷濃度太高致皮膚癌。四、充足優(yōu)質(zhì)的生活用水，既能防病，又可提高生活質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的飲用水水量充足，取用方便，有利于個人衛(wèi)生習(xí)慣的形成，如洗手，若能堅持經(jīng)常，則對腸道傳染病和腸寄生蟲病的控制有十分重要的作用。經(jīng)常沐浴和洗衣服可預(yù)防皮膚病和體外寄生蟲傳播的疾病（如虱子傳播的回歸熱和斑疹傷寒）。良好的生活用水供應(yīng)對預(yù)防沙眼和結(jié)膜炎也有明顯的作用。人們在享受優(yōu)質(zhì)飲水的同時，充足的供水用于沐浴、洗衣、清洗炊具，環(huán)境清掃，可提高個人衛(wèi)生和生活質(zhì)量。二、飲用水安全存在的主要問題微生物污染自來水廠常規(guī)水處理工藝受到挑戰(zhàn)消毒副產(chǎn)物帶來新的污染自來水管網(wǎng)污染二次供水污染突發(fā)飲用水衛(wèi)生事件一、微生物污染1993年在全國26個省的180個縣全面展開的飲用水衛(wèi)生監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測結(jié)果顯示：飲用總大腸菌群超過3個/L水的人口數(shù)占總調(diào)查人數(shù)的51.8%，部分省如貴州、海南、安徽、廣西、湖北等省的超標(biāo)率（指超過I級水標(biāo)準(zhǔn)）均已超過60%。飲用水細菌總數(shù)超過1×105個/L（100個/mL）的人口數(shù)占總調(diào)查人數(shù)的39.1%；部分省，如甘肅、廣西、湖北、海南、浙江等省的超標(biāo)率也已超過60%。分散式供水的超標(biāo)情況更為嚴(yán)重，總大腸菌群和細菌總數(shù)的超標(biāo)率分別達到69.22和54.9%。此次調(diào)查結(jié)果顯示，我國仍有53%的人口使用分散式供水，集中式供水中未經(jīng)過任何處理的自來水也占到一半以上，由此造成了農(nóng)村飲用水微生物指標(biāo)的嚴(yán)重超標(biāo)，也就不可避免地造成了腸道傳染病的流行。當(dāng)前，微生物污染仍為農(nóng)村飲用水污染的主要類型，加強飲用水消毒工作是改善農(nóng)村飲用水衛(wèi)生狀況的有效措施。二、自來水廠常規(guī)水處理工藝受到挑戰(zhàn)長期以來，人們一直認為自來水是安全衛(wèi)生的。但是，因為水污染，自來水屢屢受到影響，使人們對自來水的安全性提出質(zhì)疑。近年來許多地區(qū)自來水存在有異味等問題，給居民的日常生活造成了不便和恐慌。目前自來水的處理技術(shù)依然沿用一百年前的傳統(tǒng)工藝即“混凝沉淀一過濾一消毒一凈化”，將江河水或地下水簡單加工成可飲用水。經(jīng)過一百年的世紀(jì)洗禮，當(dāng)代的水質(zhì)現(xiàn)狀與一百年前的水已經(jīng)截然不同了，傳統(tǒng)的水處理工藝對降低渾濁度，去除水中懸浮物有較好的凈化消毒作用，但對目前以有機污染為主的微污染，則不能徹底去除有機污染物、農(nóng)藥、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物和藻毒素，致使出廠水時有檢出，甚至超標(biāo)。三、消毒副產(chǎn)物帶來新的污染氯化消毒是我國沿用多年且仍然普遍采用的自來水消毒技術(shù)。近二十年來，人們逐漸發(fā)現(xiàn)在氯化消毒的同時，會產(chǎn)生一系列消毒副產(chǎn)物，其中大部分對人體健康構(gòu)成潛在的威脅?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)氯化消毒副產(chǎn)物300多種，其中許多氯化副產(chǎn)物在動物實驗中證明具有致突變性和（或）致癌性，有的還有致畸形和（或）神經(jīng)毒性作用。我國許多研究證明，氯化飲用水的有機提取物，在Ames試驗、小鼠骨髓微核試驗中均具有致突變性；有的還證實具有潛在致癌性。由于氯消毒會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，許多消毒產(chǎn)品已用于飲用水消毒。如二氧化氯、臭氧、紫外等。但同樣也會出現(xiàn)不同類型的消毒副產(chǎn)物。如二氧化氯消毒，會產(chǎn)生亞氯酸鹽、氯酸鹽等副產(chǎn)物。臭氧消毒可能會產(chǎn)生溴酸鹽、甲醛等副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物對健康也會產(chǎn)生危害。五、二次供水污染隨著城市化的發(fā)展，高層建筑迅速增加。高層建筑供水設(shè)施需通過二次供水設(shè)施才能獲得。通常，二次供水設(shè)施包括高、低位水箱、水泵、輸水管道等設(shè)施。自來水首先進人低位水箱，然后通過水泵輸送到高位水箱，再通過重力作用供給高層的各住戶。由于管理不善，存放水時間長等，造成飲用水二次污染的情況普遍存在。二次供水污染的原因是多方面的，既與水質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，又與同水接觸的截面性質(zhì)有關(guān)，也與外界許多條件相聯(lián)系。水二次污染的實質(zhì)是污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化，這種遷移轉(zhuǎn)化是一種物理、化學(xué)和生物學(xué)的綜合作用過程。五、二次供水污染從目前調(diào)查的情況來看，造成二次供水污染的原因主要有：水設(shè)各內(nèi)表面涂層滲出有害物質(zhì)；貯水設(shè)備的設(shè)計大小不合理，使水在設(shè)備中的停留時間過長，影響飲用水水質(zhì)；貯水設(shè)備的結(jié)構(gòu)不合理；泄水管與下水管連接不合理，溢、泄水管與下水或雨水管線直接聯(lián)通；水設(shè)備的位置選擇不合適，周圍環(huán)境臟、亂、差；貯水設(shè)各的配套不完善，如通氣孔無防污染措施、入孔蓋板密封不嚴(yán)密、埋地部分無防滲漏措施，溢泄水管出口無網(wǎng)罩等；二次供水系統(tǒng)管理不善，未定期進行水質(zhì)檢驗，按規(guī)范進行清洗、消毒，有的水池水面上還漂浮著雜質(zhì)，有的水池內(nèi)壁長滿青苔，池底積滿厚厚的淤泥，致使水質(zhì)逐步惡化。三、水質(zhì)處理技術(shù)飲用水處理是給水工程的一個重要的組成部分。它的目的是對所選取的水源水進行適當(dāng)?shù)奶幚?，去除水中的有害成分，使處理后的水滿足生活飲用水的水質(zhì)要求。飲用水處理涉及多種水處理技術(shù)。根據(jù)在水處理系統(tǒng)中的這些技術(shù)的使用位置和處理對象，可以將其分為常規(guī)處理、深度處理、預(yù)處理、純凈水處理、特殊處理等幾大類水處理技術(shù)。三、水質(zhì)處理技術(shù)常規(guī)處理技術(shù)深度處理技術(shù)預(yù)處理技術(shù)強化混凝技術(shù)純水和凈水處理技術(shù)特種水質(zhì)處理技術(shù)一、常規(guī)處理技術(shù)混凝是向原水中投加混凝劑，使水中難于自然沉淀分離的懸浮物和膠體顆粒相互聚合，形成大顆粒絮體（俗稱礬花）。沉淀使將混凝形成的大顆粒絮體通過重力沉降作用從水中分離。澄清則是把混凝與沉淀兩個過程集中在同一個處理構(gòu)筑物中進行。過濾是利用顆粒狀濾料（如石英砂等）截留經(jīng)過沉淀后水中殘留的顆粒物，進一步去除水中的雜質(zhì)，降低水的渾濁度。消毒是飲用水處理的最后一步，向水中加人消毒劑（一般用液氯）來滅活水中的病原微生物一、常規(guī)處理技術(shù)在以地表水為水源時，飲用水常規(guī)處理的主要去除對象是水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)和病原微生物，所需采用的技術(shù)包括混凝、沉淀、過濾、消毒，典型的以地表水為水源的凈水廠處理工藝流程如圖1所示。一、常規(guī)處理技術(shù)在以地下水為水源時，飲用水常規(guī)處理的主要去除對象是水中可能存在的病原微生物。對于不含有特殊有害物質(zhì)（如過量鐵、錳等）的地下水，飲用水處理只需進行消毒處理就可以達到飲用水水質(zhì)要求。處理工藝流程見圖2。㈡常規(guī)處理工藝的局限性在工業(yè)化不發(fā)達時期，天然水體很少受到人類活動的污染，水處理的主要對象是水中的泥沙和膠體物質(zhì)，以及少量的病原微生物。水源水經(jīng)過常規(guī)處理后就可以得到透明、無色、無臭、味道可口的飲用水。隨著工業(yè)和城市的發(fā)展，以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大量使用化肥和農(nóng)藥等，越來越多的污染物隨著工業(yè)廢水、生活污水、城市廢水、農(nóng)田涇流、大氣降塵和降水、垃圾滲濾液等進入了水體，對水體形成了不同程度的污染，水中的有害物質(zhì)的種類和含量越來越多。此時飲用水處理面臨的問題，除了原有的泥沙、膠體物質(zhì)和病原微生物外，主要有：有機污染物、高氨氮、消毒副產(chǎn)物、水質(zhì)生物穩(wěn)定性等。㈡常規(guī)處理工藝的局限性有機污染是受污染水源水處理面臨的首要問題。人類合成的有機物中的相當(dāng)大的一部分會通過工業(yè)廢水和生活污水進人水體；未經(jīng)處理的生活污水中也含有大量的人體排泄的有機污染物；農(nóng)田涇流中含有化肥、農(nóng)藥；近年來引起人們普遍關(guān)注的二噁英、內(nèi)分泌干擾物質(zhì)（環(huán)境激素）等污染物質(zhì)也有可能存在于飲用水中。這些人工合成的和天然的有機物中有許多對人體健康有著毒理學(xué)影響，一些有機物（例如腐殖酸、富里酸等）還會在飲用水的處理過程中與所加入的消毒劑（例如氯）反應(yīng)，生成具有“致突變、致畸、致癌”三致作用的消毒副產(chǎn)物，如三鹵甲烷、鹵乙酸等。對于有機污染物，常規(guī)水處理技術(shù)及其工藝的去除作用十分有限，國內(nèi)外的研究結(jié)果結(jié)果表明，常規(guī)處理工藝只能去除水中有機物的20%左右，特別是對于水中溶解狀的有機物，除了極少量的有機物會被吸附在礬花和濾料表面上，常規(guī)處理工藝基本上沒有去除效果。

㈡常規(guī)處理工藝的局限性未受到污染的水體中氨氮的含量本來是很低的，但是近年來由于水體被污染，不少地方地表水水源水中氨氮的質(zhì)量濃度超過或經(jīng)常超過飲用水水源水對氨氮的水質(zhì)要求（≤0.5mg/L）。我國許多水廠都采用折點氯化法進行消毒，對于氨氮過高的水源水，在加氯消毒時為了獲得自由性余氯必須投加大量的氯來分解氨氮，使水的加氯量大大增加。高的加氯量更加重了產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的問題。㈡常規(guī)處理工藝的局限性飲用水的水質(zhì)生物穩(wěn)定性問題是20世紀(jì)90年代提出的。理想的飲用水中應(yīng)該不含有有機物，因此異養(yǎng)微生物無法在自來水中大量繁殖。傳統(tǒng)的消毒理論認為，在已消毒的水中保持一定濃度的剩余消毒劑的條件下，水中微生物無法再繁殖，從而保證自來水在配水管網(wǎng)系統(tǒng)中的生物穩(wěn)定性。但是近年來的研究表明，如果自來水中含有一定量的可以被異養(yǎng)微生物作為基質(zhì)利用的有機物，則此種自來水為生物不穩(wěn)定的水，即使在水中保持一定濃度的剩余消毒劑，仍然存在著較高的微生物再繁殖的風(fēng)險。特別是對于超大型城市配水管網(wǎng)和高位水箱，由于存在水的停留時間過長、剩余消毒劑被完全分解的可能性，生物穩(wěn)定性差的飲用水更容易出現(xiàn)管網(wǎng)或水箱中微生物再繁殖的問題。㈡常規(guī)處理工藝的局限性另一方面，隨著對于飲水與健康關(guān)系的研究的不斷深入和生活水平的提高，人們對于飲用水水質(zhì)的要求也在不斷提高。例如，在我國衛(wèi)生部頒布的于2007年1月1日實施的新的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中，設(shè)定了水質(zhì)常規(guī)檢測項目42項，非常規(guī)檢測項目64項。與原來的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-85）的35項指標(biāo)相比較，檢測項目增加了很多，并且許多項目的指標(biāo)更加嚴(yán)格。對于許多水源受到污染的水廠，常規(guī)處理工藝已經(jīng)無法解決水源不斷惡化、而飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的矛盾。必須在現(xiàn)有常規(guī)處理技術(shù)與工藝的基礎(chǔ)上，發(fā)展新的水處理技術(shù)與工藝。二、深度處理技術(shù)當(dāng)飲用水的水源受到一定程度的污染，又無適當(dāng)?shù)奶娲磿r，為了達到生活飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上，需要增設(shè)深度處理工藝。二、深度處理技術(shù)活性炭吸附臭氧氧化生物活性炭膜分離技術(shù)㈠活性炭吸附活性炭吸附是在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上去除水中有機污染物最有效最成熟的水處理深度處理技術(shù)。早在20世紀(jì)50年代初期，西歐和美國的一些以地表水為水源的水廠就開始使用活性炭消除水中的色、臭。直到目前，西歐以地表水為水源的水廠絕大多數(shù)仍采用活性炭吸附，以去除水中的微量有機污染物、色、臭等，對于需要長年吸附運行的水廠，一般均采用粒狀炭過濾，粉狀炭主要用于季節(jié)性投加的場所。我國從20世紀(jì)70年代末、80年代初開始，也有少數(shù)水廠采用了粒狀活性炭吸附深度處理技術(shù)。㈠活性炭吸附活性炭處理概念及其優(yōu)缺點活性炭是一種具有較大吸附能力的多孔性物質(zhì),它是一種非極性吸附劑，對水中非極性、弱極性有機物質(zhì)有很好的吸附能力，其吸附作用主要來源于物理表面吸附作用，如范德華力等。對于物理吸附，它的選擇性低，可以多層吸附，脫附相對容易，這有利于活性炭吸附飽和后的再生?；钚蕴吭诟邷刂苽溥^程中，炭的表面形成了多種官能團，這些官能團對水中離子有化學(xué)吸附作用，因此活性炭也可以去除多種重金屬離子。其作用機理是通過絡(luò)合鰲合作用，它的選擇性較高，屬單層吸附，并且脫附較為困難。

㈠活性炭吸附活性炭依其外觀形式，活性炭分為粒狀炭（GAC）和粉狀炭（PAC）兩種。粒狀炭多用于水的深度處理，其處理方式一般為粒狀活性炭濾床過濾，經(jīng)過一段時間吸附飽和后的活性炭被再生后重復(fù)使用。粉狀炭多用于水的預(yù)處理，例如在混凝時投加到水中，吸附水中的有機物后在沉淀時與礬花一起從水中去除，所投加的粉狀炭屬一次性使用，不再進行再生。與粉狀炭相比，粒狀炭過濾的處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，吸附飽和后的活性炭可以再生重復(fù)使用，運行費用較低，因此水廠一般都使用粒狀炭吸附技術(shù)。粒狀炭的缺點是需單設(shè)炭濾池或濾罐，設(shè)備投資比粉狀炭高。㈠活性炭吸附活性炭吸附對水中多種污染物有廣泛的去除作用。活性炭可以有效去除引起水中臭味的物質(zhì)，如土臭素（geosmin）、2-甲基異莰醇（MIB）等。對芳香族化合物、多種農(nóng)藥等有很好的吸附能力。對許多重金屬離子，如汞、六價鉻、鎘、鉛等也有較好的吸附效果?；钚蕴繉λ兄峦蛔冃晕镔|(zhì)有較好的去除效果，多項研究表明，致突變活性檢測為陽性的水經(jīng)過活性炭吸附后致突變活性轉(zhuǎn)為陰性。美國環(huán)保局（USEPA）推薦活性炭吸附技術(shù)作為提高地表水水源水廠處理水質(zhì)的最佳實用技術(shù)。㈠活性炭吸附但是活性炭吸附也有一定的局限性。對于三鹵甲烷類物質(zhì)，活性炭的吸附容量較低，如果以三鹵甲烷穿透作為活性炭濾床運行周期的終點，炭床的再生周期一般只有3個月左右，而炭床吸附有機物的能力一般可以保持一年以上?；钚蕴繉ο靖碑a(chǎn)物的前體物的去除作用也有限。試驗研究表明，飲用水處理中活性炭吸附去除的有機物的分子量主要分布在500～1000u（道爾頓）之間，分子量過大的有機物無法進人活性炭的微孔吸附區(qū)，飲用水水源水中分子量較小的物質(zhì)多含有較多的羧基、羥基等，分子的極性較強，因活性炭屬于非極性吸附劑，對極性分子的吸附作用較差。㈠活性炭吸附活性炭在飲用水處理中的應(yīng)用⑴飲用水深度處理

水源水→常規(guī)處理→粉狀炭吸附→消毒→出廠水水源水→常規(guī)處理→臭氧氧化→粉狀炭吸附→消毒→出廠水水源水→常規(guī)處理→臭氧氧化→生物活性炭→消毒→出廠水⑵飲用水物化預(yù)處理在飲用水物化預(yù)處理中，主要使用粉狀炭吸附水中的有機物和有異臭、異味的物質(zhì)，與混凝劑同時投加。對于季節(jié)性嚴(yán)重污染的水源水，可以設(shè)立投加粉狀炭的水源水質(zhì)惡化應(yīng)急處理系統(tǒng)。⑶優(yōu)質(zhì)直飲水、純凈水制備㈡臭氧氧化臭氧是一種強氧化劑，它可以通過氧化作用分解有機污染物。臭氧在水處理中的應(yīng)用最早是用于消毒，如20世紀(jì)初法國Nice城就開始使用臭氧。到20世紀(jì)中期，使用臭氧的目的轉(zhuǎn)為去除水中的色、臭。20世紀(jì)70年代以后，隨著水體有機污染的日趨嚴(yán)重，臭氧用于水處理的主要目的是去除水中的有機污染物。目前歐洲己有上千家水廠使用臭氧氧化作為深度處理的一個組成部分。我國從80年代開始，也有少數(shù)水廠使用了臭氧氧化技術(shù)。㈡臭氧氧化臭氧可以分解多種有機物、除色、除臭。但是因為水處理中臭氧的投加量有限，不能把有機物完全分解成二氧化碳和水，其中間產(chǎn)物仍存在水中。經(jīng)過臭氧氧化處理，水中有機物上增加了羧基、羥基等，其生物降解性得到大大提高，如不加以進一步處理，容易引起微生物的繁殖。另外，臭氧處理出水再進行加氯消毒時，某些臭氧化中間產(chǎn)物更易于與氯反應(yīng)，往往產(chǎn)生更多的三鹵甲烷類物質(zhì)，使水的致突變活性增加。因此，在飲用水處理中，臭氧氧化一般并不單獨使用，或者是用于臭氧替代原有的預(yù)氯化，或者是在活性炭床前設(shè)置臭氧氧化與活性炭聯(lián)合使用。㈢臭氧生物活性炭臭氧生物活性炭技術(shù)是在歐洲飲用水處理的實踐中產(chǎn)生的。在20世紀(jì)70年代德國慕尼黑市的Dohne水廠，在以預(yù)臭氧代替了原來的預(yù)氯化后，在活性炭濾床中出現(xiàn)了明顯的生物活性，從而發(fā)展成為臭氧生物活性炭深度處理工藝。在原有水廠普遍采用的預(yù)氯化處理的條件下，水中所含有的氯使微生物無法在活性炭床中大量生長。改為預(yù)臭氧后，臭氧氧化出水中有機物的可生物降解性大為提高，水中剩余臭氧可以被活性炭迅速分解，加之臭氧氧化出水中的溶解氧濃度較高（因臭氧化氣體的曝氣作用），使得臭氧后設(shè)置的活性炭床中生長了大量的細菌，生物分解水中可生物降解的有機物，由原有單純進行吸附的活性炭床演變成為同時具有明顯生物活性的活性炭床，因此這種活性炭技術(shù)被稱之為生物活性炭。㈢臭氧生物活性炭圖所示為采用了臭氧生物活性炭技術(shù)的德國Dohne水廠處理工藝流程圖。㈢臭氧生物活性炭工藝流程中臭氧氧化的主要目的是用最少量的臭氧盡可能多的使水中不可生物降解的有機物變成可生物降解的有機物，增加被處理水的可生物降解性，為生物活性炭中微生物的降解創(chuàng)造條件，并降低活性炭的物理吸附負荷。臭氧氧化的另外兩個優(yōu)點是可以對被處理水進行充氧和臭氧處理具有微絮凝作用。在生物活性炭床中，活性炭起著雙重作用。首先，它是一種高效吸附劑，吸附水中的污染物質(zhì)；其次是作為生物載體，為微生物的附著生長創(chuàng)造條件，通過這些微生物對水中可生物降解的有機物進行生物分解。由于生物分解過程比吸附過程的速度慢，因此要求炭床中的水力停留時間比單純活性炭吸附的時間長。㈢臭氧生物活性炭與單純采用活性炭吸附相比，生物活性炭具有以下優(yōu)點：①提高了出水水質(zhì)，通過物理吸附（主要對非極性分子物質(zhì)）和生物分解（主要對小分子極性物質(zhì)）的共同作用，增加了對水中有機物的去除效果；②降低了活性炭的吸附負荷，延長了活性炭的再生周期，從而降低了處理的運行費用；③氨氮可以被生物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；④出水需氯量低，由此降低了消毒副產(chǎn)物的生成量。⑤比單一使用臭氧氧化法經(jīng)濟。㈣膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)是從20世紀(jì)70年代開始發(fā)展起來的水處理新技術(shù)，在90年代得到飛速發(fā)展，目前被認為是最有前途的水處理技術(shù)。膜分離技術(shù)是一種以壓力為推動力、利用不同孔徑的膜進行水與水中顆粒物質(zhì)（廣義上的顆粒，可以是離子、分子、病毒、細菌、黏土、沙粒等）篩除分離的技術(shù)。根據(jù)膜孔徑從大到小排列，可以把膜濾分為微濾、超濾、納濾和反滲透4種。膜材料主要有乙酸纖維膜、芳香族聚酰胺膜、聚砜膜、聚丙烯膜、無機陶瓷膜等。膜組件的形式主要有板式、卷式、中空纖維、管式等。㈣膜分離技術(shù)微濾的孔徑為零點幾微米到幾微米，配合混凝劑的使用，能夠去除水源水中的懸浮顆粒、膠體物質(zhì)和細菌，操作壓力為0.1-0.2MPa。微濾可以替代飲用水常規(guī)處理的混凝、沉淀、過濾，在一個設(shè)備中實現(xiàn)常規(guī)工藝多個處理構(gòu)筑物才能完成的凈水效果。目前微濾技術(shù)已經(jīng)成功地用于小型地表水凈水廠。世界上最大規(guī)模為每天3萬t，我國也已建成數(shù)個每天幾千噸規(guī)模的微濾膜凈水廠。㈣膜分離技術(shù)超濾膜的孔徑在5nm～0.1μm之間，可以去除相對分子質(zhì)量在300～300000之間的大分子、細菌、病毒和膠體微粒，操作壓力在0.1～1.0MPa。超濾被廣泛用于從工業(yè)廢水中回收有用物質(zhì)，如造紙廢水中回收木質(zhì)素，洗毛廢水中回收羊毛脂，電泳涂漆廢水中回收電泳漆，食品工業(yè)廢水中回收蛋白、乳清等。在飲用水處理領(lǐng)域，大多數(shù)家用凈水器（一般構(gòu)成：粗濾-粒狀活性炭-超濾）中都設(shè)有中空纖維超濾膜來截留水中的雜質(zhì)顆粒和細菌。㈣膜分離技術(shù)反滲透膜的孔徑最小，在2～3nm以下。除了水分子外，其他所有雜質(zhì)顆粒（包括離子）都不能通過反滲透膜，因此反滲透膜分離得到的水為純水。反滲透技術(shù)已經(jīng)廣泛用于海水淡化、苦咸水脫鹽、工業(yè)給水高純水的制備（電子工業(yè)用水、鍋爐給水等），近年來迅速發(fā)展起來的飲用純凈水、優(yōu)質(zhì)直飲水的核心技術(shù)就是反滲透。反滲透技術(shù)的操作壓力較高，必須超過所處理水的滲透壓。對于海水淡化，操作壓力一般在3MPa以上。對于用自來水制備飲用純凈水，操作壓力一般在1MPa以下（根據(jù)原水含鹽量、純水收率、膜特性而確定）。㈣膜分離技術(shù)納濾膜的孔徑略大于反滲透膜，為幾個納米，操作壓力也低于反滲透。納濾可以截留二價以上的離子和其他顆粒，所透過的只有水分子和一些一價的離子（如鈉、鉀、氯離子）。納濾可以用于生產(chǎn)直飲水，出水中仍保留一定的離子，比純水有益于健康，并可降低處理費用。㈣膜分離技術(shù)優(yōu)點：不需要投加藥劑，去除的污染物范圍廣，可通過選用不同的膜實現(xiàn)預(yù)定的分離效果，運行可靠，設(shè)備緊湊、易于實現(xiàn)自動控制等。缺點：設(shè)備費和運行費高，運行中膜易堵塞，需要定期進行化學(xué)清洗，前處理要求較高，存在濃縮液的處理與處置問題等。近年來隨著膜材料價格的不斷降低，膜分離技術(shù)在水處理應(yīng)用中具有越來越強的競爭力。三、預(yù)處理技術(shù)預(yù)處理是針對傳統(tǒng)工藝的缺陷，為了強化水處理工藝、改善處理出水水質(zhì)，在常規(guī)處理工藝之前，采用一定的物理、化學(xué)或生物的方法，對水中污染物進行初步去除，特別是去除那些常規(guī)工藝不能有效去除的污染物，使常規(guī)工藝更好的發(fā)揮作用，減輕常規(guī)處理和深度處理的負擔(dān)，更好地發(fā)揮水處理工藝的整體作用。預(yù)處理工藝可分為氧化法和吸附法，其中氧化法又可分為化學(xué)氧化法和生物氧化法。三、預(yù)處理技術(shù)當(dāng)飲用水的水源水受到一定的污染，或者具有某些特殊性質(zhì)時，在常規(guī)處理之前，需要先進行預(yù)處理，包括粗大懸浮物和漂浮物的篩除、沉砂、高濁度水的預(yù)沉淀、原水儲存、土層滲濾、曝氣去除揮發(fā)型物質(zhì)、粉狀炭吸附、化學(xué)預(yù)氧化、生物預(yù)處理等。下面主要介紹用于受污染水源水處理的化學(xué)預(yù)氧化、生物預(yù)處理技術(shù)?；瘜W(xué)預(yù)氧化預(yù)氯化預(yù)臭氧高錳酸鉀預(yù)氧化

㈠化學(xué)預(yù)氧化⒈預(yù)氯化預(yù)氯化是飲用水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種預(yù)氧化技術(shù)，目前仍為我國絕大多數(shù)水廠所采用。預(yù)氯化是在地表水的取水口或凈水廠的入口處向水中加人一定量的氯，投加量在1～2mg/L（根據(jù)水質(zhì)而定，對于受到污染的水源水預(yù)氯化的所需加氯量遠高于此值）。由于氯是氧化劑，預(yù)氯化可以氧化分解水中的一部分有機物質(zhì)，降低嗅味，增強混凝效果，去除氨氮（生成氯胺，或者通過折點氯化而被破壞），可以控制微生物和藻類在取水口至水廠的管道中和在凈水廠的處理構(gòu)筑物中生長繁殖，并可起到一定的消毒殺菌效果。預(yù)氯化可以采用簡單加氯法或折點氯化法。預(yù)氯化的缺點是當(dāng)水源水中有機物含量較高時，投加的氯會與水中的有機物反應(yīng)，生成三鹵甲烷、鹵乙酸等具有三致作用的消毒副產(chǎn)物。預(yù)臭氧由于臭氧比液氯具有更強的氧化能力，故可有效殺滅藻類、細菌、病毒等，同時能夠快速氧化大分子難降解物，有較強的脫色、除臭能力。臭氧預(yù)氧化法可使水源水水化學(xué)耗氧量有一定程度的下降，對氧化三鹵甲烷前體物有較好的效果。由于投加臭氧的成本較高，一般采用低劑量投加，在這種情況下，大部分投加的臭氧只能把大分子有機物氧化為小分子有機物（如酮、醛、酸等），而不是將有機物徹底降解。這樣就導(dǎo)致了處理出水溶解性的、可生化的有機物量比例得以提高。因此，如能將臭氧預(yù)氧化法與生物法結(jié)合起來，能起到優(yōu)勢互補的作用，反之，單純的臭氧預(yù)氧化法由于可使出水溶解性有機物量提高，可能會導(dǎo)致最終出廠水中AOC的升高，管網(wǎng)細菌量升高，反而降低飲用水質(zhì)。預(yù)臭氧預(yù)臭氧是為了避免預(yù)氯化產(chǎn)生氯代有機物的問題而采用的替代方法，已經(jīng)在歐洲得到廣泛的應(yīng)用，在我國目前尚未采用。加入臭氧除了有前述的氧化、除嗅作用外，還可以增加水中有機物的可生物降解性，有利于后續(xù)的生物處理，如生物氧化預(yù)處理或生物活性炭。預(yù)臭氧液有一定的改善混凝的效果。預(yù)臭氧的最大優(yōu)點是不產(chǎn)生氯代有機物，但費用較高。此外，因臭氧在水中會迅速分解，此法不適于長距離輸水管道的菌藻控制。高錳酸鉀預(yù)氧化高錳酸鉀預(yù)氧化曾是一種傳統(tǒng)水處理預(yù)氧化技術(shù)，近年來由于我國水源水的污染日趨嚴(yán)重，高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)發(fā)展較快，現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出高錳酸鉀預(yù)氧化與混凝劑聯(lián)合使用的復(fù)合藥劑。高錳酸鉀氧化不產(chǎn)生氯代副產(chǎn)物，氧化能力強，除臭效果好，高錳酸鉀氧化后生成的二氧化錳對高錳酸鉀的氧化具有催化作用，同時又具有助凝作用，從而大大增強混凝效果。該法不需要增加新設(shè)備，運行費用低，便于根據(jù)原水水質(zhì)情況調(diào)整投藥量，有著良好的應(yīng)用前景。㈡生物預(yù)處理生物預(yù)處理是指在常規(guī)凈水工藝前增設(shè)生物處理工藝，借助于微生物的新陳代謝活動，對水中的氨氮、有機污染物、亞硝酸鹽、鐵、錳等污染物進行初步的去除，減輕常規(guī)處理和深度處理的負荷，通過綜合發(fā)揮生物預(yù)處理和后續(xù)處理的物理、化學(xué)和生物的作用，努力提高處理后出水水質(zhì)。㈡生物預(yù)處理眾所周知，在廢水處理中生物處理法是去除水中溶解狀有機物的有效而經(jīng)濟的方法。隨著飲用水水源污染問題的日趨嚴(yán)重，生物處理法也已經(jīng)被開發(fā)成為處理受污染水源水的飲用水處理技術(shù)。生物預(yù)處理主要依靠微生物的生命活動（氧化、吸附、生物絮凝等）來去除水中的污染物。在這些微生物中，對凈化水質(zhì)起主要作用的絕大多數(shù)屬于貧營養(yǎng)型微生物，具有世代周期長、繁殖緩慢的特性。為了保證處理效果和加快凈化的效率，必須保證有足夠的微生物量（生物濃度）。生物膜法因微生物附著在載體填料上，相對而言能獲得更穩(wěn)定的生長環(huán)境，適合于世代周期長的微生物生存和繁殖，因而絕大多數(shù)的生物預(yù)處理都采用生物膜法的形式。㈡生物預(yù)處理能夠有效去除水中可生物降解的有機物，減低消毒副產(chǎn)物的生成，提高水質(zhì)的生物穩(wěn)定性，降低后續(xù)常規(guī)處理的負荷，改善常規(guī)處理的運行條件（如降低混凝劑的投加量，延長過濾周期，減少加氯量等）。飲用水生物預(yù)處理可以去除進水中80%左右的可生物降解有機物。㈡生物預(yù)處理能夠有效去除水中的氨氮。在生物預(yù)處理構(gòu)筑物中氨氮在亞硝化菌的作用下先被生物轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，再在硝化菌的作用下進一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。生物預(yù)處理對氨氮去除率可以達到70%～90%，采用生物硝化去除氨氮的預(yù)處理已經(jīng)成為飲用水預(yù)處理的一個重要處理目的。

四、強化混凝技術(shù)強化混凝是指在混凝處理中投加過量的混凝劑、新型混凝劑或助凝劑、或者是其他的藥劑，通過加強混凝與絮凝作用，使常規(guī)處理工藝盡可能多地去除水中的有機物和消毒副產(chǎn)物的前體物（主要指腐殖酸、富里酸等有機物）。四、強化混凝技術(shù)混凝所去除的有機物及其去除機理主要包括：膠體狀有機物的吸附電中和與凝聚、混凝形成的金屬氫氧化物礬花的巨大比表面積對溶解有機物的吸附和共沉作用、腐殖酸和富里酸的聚合沉淀等。強化混凝提高對有機物的去除機理主要是加強混凝產(chǎn)生的絮體對有機物的吸附作用。實踐表明，在相同加藥量下，機械攪拌澄清池對有機物和消毒副產(chǎn)物前體物的去除效果要優(yōu)于反應(yīng)池一沉淀池工藝，其原因就是在機械攪拌澄清池中大量保持的礬花可以充分發(fā)揮其吸附作用，而反應(yīng)一沉淀工藝中礬花形成后即被沉淀去除，其吸附潛力尚未完全發(fā)揮。四、強化混凝技術(shù)強化混凝的措施有：從鋁鹽混凝劑改為鐵鹽混凝劑（鐵鹽比鋁鹽更易于形成與腐殖酸和富里酸的聚合物），減低pH值（pH值為5～6的條件有利于形成腐殖酸、富里酸的聚合物），投加有機或無機絮凝劑，采用具有絮凝作用的新型混凝藥劑（如聚硅酸鹽鐵鹽、聚硅酸鹽鋁鹽等），增加混合與絮凝反應(yīng)的時間，選用澄清工藝等。在混凝中同時進行高錳酸鉀預(yù)氧化、粉狀炭吸附（如采用含有高錳酸鉀、粉狀炭、混凝劑的復(fù)合藥劑）也可以起到強化混凝的效果，盡管其中還包括了氧化、吸附等作用。常規(guī)處理對水中溶解有機物的去除效果一般在10%～20%，通過強化混凝可以把去除率提高到25%～30%，具體效果依原水水質(zhì)和強化混凝的措施而定。五、純水和凈水處理技術(shù)純水和凈水是有一定區(qū)別的?！凹兯边@一術(shù)語來源于工業(yè)給水的純水，即去除了水中一切雜質(zhì)（包括各種離子）的水，水的純度用電導(dǎo)率表示。雖然飲用純水對水的電導(dǎo)率要求并不需要像對電子工業(yè)、高壓鍋爐給水那樣嚴(yán)格，但我國現(xiàn)行的飲用純水行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中仍對水的電導(dǎo)率進行了嚴(yán)格的規(guī)定。盡管離子交換、蒸餾等技術(shù)在早期曾用于生產(chǎn)飲用純水，目前生產(chǎn)純水所普遍采用的核心技術(shù)是反滲透，其工藝流程如圖4所示。用戶使用飲用純水的方式包括瓶裝水（主要是作為飲料）、桶裝水、凈水屋、樓宇或小區(qū)專用飲水管道，家用純水機等。五、純水和凈水處理技術(shù)五、純水和凈水處理技術(shù)飲用凈水的含義實際上是指優(yōu)質(zhì)直飲水。按照生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定原則，凡符合該標(biāo)準(zhǔn)的自來水實際上都可以直接生飲。但是在實際操作中，為了提高直飲水的衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量和具有較好的口感，又制定了優(yōu)質(zhì)直飲水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于純水中不含任何礦物質(zhì)，長期飲用可能對人體健康產(chǎn)生不利影響，因此，優(yōu)質(zhì)直飲水并不要求必須是純水。五、純水和凈水處理技術(shù)優(yōu)質(zhì)直飲水系統(tǒng)一般設(shè)在采用分質(zhì)供水系統(tǒng)的樓宇或住宅小區(qū)中，它以市政自來水或當(dāng)?shù)氐牡叵滤疄樗矗俳?jīng)過特殊的凈化處理后.由專用管道送到用戶家中。優(yōu)質(zhì)直飲水的處理系統(tǒng)有許多種，包括：①另選用優(yōu)質(zhì)的地下水源和先進的消毒工藝，優(yōu)水優(yōu)用；②“臭氧氧化一活性炭吸附一紫外線消毒或二氧化氯消毒”的飲用水深度處理工藝流程；③“粗過濾-活性炭吸附-精細過濾-反滲透-臭氧消毒或紫外線消毒”的飲用純水處理流程；④把反滲透生產(chǎn)的純水與納濾生產(chǎn)的水（或活性炭出水）按比例勾兌成一定礦化度的水的組合處理工藝。六、特種水質(zhì)處理技術(shù)除鐵、除錳除藻除氟過硬源水的軟化、苦咸水淡化、海水淡化㈠除鐵、除錳曝氣氧化過濾法除鐵工藝

利用空氣中的氧把二價鐵氧化成三價鐵，使其形成氫氧化鐵沉淀物從水中析出，再通過濾池加以去除。水的pH值越高，氧化速度越快。曝氣接觸氧化錳砂過濾法除鐵、除錳工藝

經(jīng)曝氣使含溶解氧的水通過含有鐵質(zhì)或錳質(zhì)的活性濾料，在所含鐵質(zhì)和二氧化錳的催化作用下，二價的鐵、錳的氧化速率大大加快，進而被濾料去除?；钚詾V料可以采用天然錳砂，也可以由普通砂濾料經(jīng)熟化而形成。接觸氧化法除錳需要在pH值大于7的條件下進行。㈠除鐵、除錳氯氧化過濾法除鐵工藝氯的氧化能力大于氧，它在pH值大于5的條件下就可以迅速地把二價鐵氧化成三價鐵，再經(jīng)砂濾池過濾去除生成的氫氧化鐵析出物。高錳酸鉀氧化除鐵除錳工藝

高錳酸鉀是比氧和氯更強的氧化劑，可以在中性或弱酸性條件下迅速地把水中的二價錳氧化成二氧化錳，再經(jīng)過濾予以去除。為了降低投藥量，原水應(yīng)先進行曝氣。此法的另一形式是采用錳沸石過濾吸附水中的二價錳，再用高錳酸鉀對錳沸石再生。㈠除鐵、除錳充氧回灌地下水層除鐵除錳工藝將曝氣后含有大量溶解氧的水，通過取水井周圍的回灌井定期注人到地下水層，或是通過取水井本身進行周期性的回灌。在取水井周圍地下水層中形成氧化帶，其中生長有大量的鐵錳細菌。當(dāng)取水時，地下水在通過充氧地層的過程中，在鐵錳細菌的參與下，水中溶解氧把二價的鐵和錳氧化成不溶的析出物，截留在地層中。㈢除氟吸附法

以活性氧化鋁、磷酸二鈣等作為吸附劑，過濾吸附水中的氟離子。飽和的活性氧化鋁用硫酸鋁溶液再生，磷酸三鈣用氫氧化鈉再生?；炷恋矸ㄓ昧蛩徜X、聚合氯化鋁等混凝劑形成的絮體吸附氟離子，經(jīng)沉淀過濾去除。因為此法的投藥量很大，一般為含氟量的100～200倍，已較少使用。離子交換法

利用離子交換樹脂的交換能力去除氟離子。此法目前應(yīng)用較少。電滲析法

利用離子交換膜的選擇透過性除氟。㈣過硬源水的軟化、苦咸水淡化、海水淡化在沒有替代水源的情況下，對于含有過量硬度的源水可以采用軟化法制取生活飲用水，常用的方法是石灰軟化法和離子交換法，小規(guī)模使用時也可以采用膜分離法。采用石灰軟化法時，軟化通常與澄清同時進行，此時應(yīng)選用二氯化鐵作為混凝劑（在石灰軟化中，因水的pH值較高，鋁鹽混凝劑不適用）。離子交換法采用鈉型磺酸基陽離子交換樹脂，用所含鈉離子交換水中的鈣離子。為了保持飲用水有較好的口感，出廠水中應(yīng)保留一定的殘余硬度，其方法是只從水中去除一部分硬度，或是在總水量中只軟化一部分水，再與其他的水混合。飲用水的軟化處理目前主要用在歐美國家的一些地區(qū)。㈣過硬源水的軟化、苦咸水淡化、海水淡化含鹽量很高（幾千毫克每升以上）的水稱為苦咸水，我國西北部地區(qū)，如青海、甘肅、新疆等內(nèi)陸干旱地區(qū)常遇到這種水。以苦咸水為源水制取飲用水需要進行淡化處理。常用的淡化方法有反滲透法、電滲析法等，可供鉆井隊、勘探隊、小的社區(qū)等小規(guī)模用水單位飲用。海水可以通過淡化供飲用，但費用較高。常用的方法有：反滲透法、蒸餾法、電滲析法、結(jié)冰法等。大規(guī)模海水淡化廠多采用蒸餾法、反滲透法。小規(guī)模海水淡化，如船用海水淡化器、島用海水淡化器，多采用反滲透法或電滲析法。

四、地面水除藻技術(shù)藻類通常是指一群在水中以浮游方式生活、能進行光合作用的自養(yǎng)型微生物，個體大小一般在2-200μm，其種類繁多，均含葉綠素，在顯微鏡下觀察是帶綠色的有規(guī)則的小個體或群體。由于它們是水體中重要的有機物質(zhì)制造者，故在整個水體生態(tài)系統(tǒng)中占有舉足輕重的作用，是生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。今年來，隨著湖泊富營養(yǎng)化和世界各地的淡水水華頻頻發(fā)生，由此而引起的人畜中毒甚至死亡的事件時有報道。淡水藻中產(chǎn)生藻毒素最多的是藍藻，藍藻是絕大部分富營養(yǎng)化水體中的優(yōu)勢藻類，藍藻的生長和水華的發(fā)生受水體理化、生物因素和氣候的影響，某些種類的藍藻產(chǎn)生毒素。藻類對制水的影響對混凝的影響在光合作用下，水中pH值升高，且由于藻類作用，溶解氧增加，礬花密度降低，沉淀去除率下降，導(dǎo)致需要投加的混凝劑增多，高藻水的處理需要消耗大量的混凝劑。此外，部分藻細胞易穿透絮凝體，破壞絮凝過程，導(dǎo)致出水有藻類污染物。干擾過濾藻類物質(zhì)在濾池中可大量繁殖，會使濾料層堵塞，從而縮短過濾運行周期，導(dǎo)致反洗水用量增加，反洗頻率加大，實際用水產(chǎn)量下降并影響出水水質(zhì)。藻類對制水的影響對構(gòu)筑物的影響

藻類細胞成層成為黏質(zhì)物，附在混凝土池壁表面，形成一層潤滑層，既影響制水過程中的感官質(zhì)量，又增加了洗池的頻率和費用以及工人的勞動強度。另外，藻類對混凝土池壁構(gòu)成很大的威脅，如長沙三水廠構(gòu)筑物池壁由于藻類等物質(zhì)的長期腐蝕，致使池壁粗糙老化，反過來又給藻類物質(zhì)的寄生繁殖、水垢青苔的附著生長，提供了有利的棲息場所。藻類致臭。藻類所分泌的臭味物質(zhì)導(dǎo)致飲用水出現(xiàn)異味，水中藻細胞數(shù)量的增大也增加了氯的使用量，當(dāng)水處理中氧化劑使用量較低時，不僅無法消除臭味的影響，有時還會和一些臭味有機物反應(yīng)生成新的致臭物質(zhì)。藻類在代謝過程中易產(chǎn)生三鹵甲烷的前驅(qū)物質(zhì)，三鹵甲烷是對人體具有潛在危害的致癌性物質(zhì)。部分藻類在代謝過程或死亡后釋放藻毒素，對生物體造成毒性和危害，常規(guī)的水處理工藝對毒素中常見而且危害較大的肝毒素難于去除。藻類所產(chǎn)生的有機物質(zhì)易造成微生物在水供給系統(tǒng)中重新生長，對管網(wǎng)和管網(wǎng)水質(zhì)不利。由于存在這些問題，飲用水處理中不能忽視藻類的影響。藻類去除方法㈠化學(xué)藥劑法（加藥滅藻法）⒈折點加氯殺藻把反應(yīng)池前的加氯量加大，以氧化水中的有機物，殺滅藻類。這是一種較為簡單的能快速殺藻的方法，在國內(nèi)水廠使用較多，能夠有效地殺滅藻類，抑制藻類產(chǎn)生和繁殖。⒉二氧化氯殺藻ClO2是一種強氧化劑，具有更好的滅菌、除藻和除臭效果，并且能夠有效地控制鹵代烴的生成量，降低礬耗，改善水質(zhì)。根據(jù)有關(guān)試驗發(fā)現(xiàn)：ClO2優(yōu)于液氯，ClO2具有較高的氧化-還原電勢，比液氯殺菌能力強，由于它不像Cl2以親電取代為主，而是以氧化反應(yīng)為主，經(jīng)氧化的有機物多降解為氧基為主釣產(chǎn)物，不會產(chǎn)生鹵代烴等消毒副產(chǎn)物，對人體的副作用小。但其成本較氯氣高，生產(chǎn)條件較為苛刻，目前國內(nèi)的部分制水企業(yè)正研究它來代替氯氣消毒的可行性。伴隨新型的、簡單的ClO2制取方法的出現(xiàn)，其在給水處理中會得到更廣泛的應(yīng)用。⒊投加助凝劑即HCA-l陽離子凈水劑殺藻。HCA-1屬陽離子型線型高分子聚合物，它是二甲基二烯丙基季銨鹽的聚合物，水溶性好，能完全溶解于水成真溶液，質(zhì)量符合生活飲用水處理劑標(biāo)準(zhǔn)。⒋投加粉末活性炭（PAC）預(yù)處理在反應(yīng)池前，把粉末活性炭投在混凝劑之前或與之同時投加于原水中，經(jīng)混合吸附水中有機物和無機雜質(zhì)后，黏附在絮體上的炭粒大部分在沉淀池中成為污泥排除。粉末活性炭作為助凝劑，可強化反應(yīng)沉淀池對藻類的去除，并能去除異臭異味，特別是在藻類繁殖季節(jié)，用此法可作為應(yīng)急措施。但使用活性炭造價高，水廠全年連續(xù)使用的不多，短期使用尚可。在我國，合肥自來水公司早已成功采用了該種方法。⒌高錳酸鉀除藻利用高錳酸鉀除藻也有較好的效果，對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。⒍人工加泥或石灰在原水中投加泥土，由于水中濁度加大，使絮體密度增加，沉淀加速。用這種方法時一般濾池過濾情況良好，但增加了排泥量。據(jù)考察，美國許多水廠附近設(shè)有調(diào)節(jié)水庫，水庫中含有藻類，常采用下面三種方法除藻：①當(dāng)藻類含量較高時，每天用專用船向水庫中投加CuSO4溶液，其投加量為0.5～0.7mg/L；②當(dāng)藻類含量不高時，在進人水廠的原水中投加K2MnO4；③當(dāng)藻類含量低時，在進人水廠的原水中加氯。㈡微濾機除藻通常微濾機除藻主要用于處理低濁高藻的湖泊水。㈢氣浮法除藻氣浮法的種類很多，有壓力溶氣法、真空釋氣法、微孔布氣法、電解產(chǎn)氣法、機械碎氣法、化學(xué)產(chǎn)氣法、生物產(chǎn)氣法等。但應(yīng)用最多的還是壓力溶氣法，這是由于該法所產(chǎn)生的氣泡其微細度及穩(wěn)定性高，在數(shù)量上也能得到很好的滿足，同時電能消耗較低，操作管理可靠、簡易，并能適應(yīng)大、中、小型設(shè)備的要求，因此與其他形式相比占有優(yōu)勢。我國氣浮凈水技術(shù)發(fā)展較快，主要表現(xiàn)在：研制成功的低壓、高效溶氣釋放器的動力消耗比國外有較大幅度的降低；研制成功的高效壓力溶氣罐的溶氣效率已趨理想程度，同時，罐的容積比國外小得多；在氣浮池主要技術(shù)指標(biāo)（如表面負荷率、分離效果、池高等）方面均已達到國外先進水平。㈣直接過濾除藻由于含有藻類的湖泊水濁度較低，不加絮凝劑直接過濾處理反而除藻效果較好。濾池濾料不太粗，硅藻與大部分其他藻類都會被除去。原水濁度不高（小于5NTU）時，可長時間獲得優(yōu)質(zhì)的濾后水。如果經(jīng)常在較短過濾周期內(nèi)沖洗，則由于藻類也被同時沖掉，故認為是解決濾池堵塞最經(jīng)濟的辦法。但必須注意反沖洗的效果。㈤混凝除藻雖然藻細胞密度的增大使原水中pH值升高，增加了混凝劑用量，甚至有時藻細胞個體還對混凝過程產(chǎn)生破壞。但是研究表明，常用混凝劑（如硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸鋁和聚合氯化鋁等）在除藻方面仍具有一定的效果，而且混凝仍是去除藻類的重要方法。㈥沉淀或過濾除藻向反應(yīng)沉淀池中投加粉末活性炭（PAC）作為助凝劑（可有效去除泥土氣味），可以強化反應(yīng)、沉淀效果，特別是在藻類大量繁殖的季節(jié)此法可作為應(yīng)急措施?；炷恋硗ǔυ孱惖娜コ瘦^低，但如果對常規(guī)的混凝沉淀加以強化，則可以大大提高除藻效率。有研究表明：采用強化混凝的方法可以將混凝沉淀的除藻效率提高到90%以上。生物濾池工藝是生物除藻的一種，主要是利用生物膜上的微生物對藻類的絮凝、吸附作用，使其被沉降、氧化或被原生動物吞噬。此外，膜技術(shù)可以將絕大部分的藻毒素分子去除，但如果水廠使用膜技術(shù)，其成本會相當(dāng)?shù)母?。法國、美國?0000m3/d以上的水處理廠中已有使用膜技術(shù)的處理工藝。藻毒素的去除方法㈠傳統(tǒng)制水工藝㈡活性炭吸附㈢光降解與光催化氧化㈣臭氧氧化㈤化學(xué)藥劑氧化㈥膜過濾㈦生物處理第七節(jié)管道分質(zhì)供水處理技術(shù)一、管道分質(zhì)供水概述二、管道分質(zhì)供水的水質(zhì)要求三、管道分質(zhì)供水工程的系統(tǒng)設(shè)備四、管道分質(zhì)供水的衛(wèi)生管理一、管道分質(zhì)供水概述㈠管道分質(zhì)供水定義㈡管道分質(zhì)供水的必要性㈢管道分質(zhì)供水的現(xiàn)狀㈠管道分質(zhì)供水定義管道分質(zhì)供水是指自來水或其他原水經(jīng)深度凈化處理，達到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通過獨立封閉的循環(huán)管網(wǎng)系統(tǒng)，供給居民可直接飲用的優(yōu)質(zhì)水。在生活社區(qū)、住宅區(qū)、辦公樓宇、學(xué)校、公共場所內(nèi)可建設(shè)雙管路的供水系統(tǒng)，采用原來的市政集中式供水作為清潔、沖洗、洗滌、洗衣等生活用水；采用吸附、過濾、消毒等裝置對自來水或其他原水進行深度處理，通過循環(huán)回流的獨立封閉管網(wǎng)系統(tǒng)，使用戶擰開水龍頭就可直接飲用純水或凈水，或與飲水機相連接直接供應(yīng)純凈的熱水及冰冷水，作為日常飲水。㈡管道分質(zhì)供水的必要性目前傳統(tǒng)凈化工藝處理的自來水，可降低水源水中懸浮物、膠體、微生物等，但不能有效去除原水中微量有機污染物。在某地供應(yīng)的自來水中，已檢出的2100種有機和無機污染物中，有190種對健康有不利影響。另外，自來水的水源污染日益加重，出廠水經(jīng)管道輸送和高位水箱，均存在二次污染，而居民實際的飲水量只占供水量的2%～5%左右。目前不可能對現(xiàn)有的全部市政自來水進行深度處理，不可能對市政供水管網(wǎng)進行大規(guī)模改造，環(huán)境污染近幾年也不可能得到根本改善。在原有的市政供水管網(wǎng)不變的前提下，將飲水和生活用水分質(zhì)供應(yīng)，既避免了高質(zhì)低用的浪費現(xiàn)象，又保證了飲水衛(wèi)生安全；因此對樓宇等進行分質(zhì)供水有非常大的經(jīng)濟效益和社會效益。在個別生活區(qū)或村鎮(zhèn)使用的自建集中式供水，由于水源等方面的原因，生活飲用水的感官和一般化學(xué)指標(biāo)超過生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范的要求。因此必須對這些超標(biāo)的物質(zhì)進行特殊處理，使其達到衛(wèi)生要求，然后通過管道輸送給居民直接飲水，而原來的管網(wǎng)自來水供居民生活使用。㈢管道分質(zhì)供水的現(xiàn)狀⒈管道分質(zhì)供水管理問題⒉管道分質(zhì)供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)問題⒊管道分質(zhì)供水水質(zhì)檢測問題⒋管道分質(zhì)供水選材及工藝問題目前許多單位的生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生管理水平參差不齊。有的單位濾料使用很長時間也不更換，造成微生物污染；有的直接使用微濾的管道分質(zhì)供水，過濾了大顆粒和細菌，但不能去除氯化副產(chǎn)物和有機物；有的使用反滲透設(shè)備生產(chǎn)的純水，在管道輸送或使用過程中又再次污染。另外，管網(wǎng)系統(tǒng)支管采用循環(huán)回路，而純凈水在連接水龍頭處的水平管中每天最少有12h滯留期，而臭氧的半衰期只有28min；經(jīng)檢測，每天早上第一杯水的含菌量大于第二杯水的含菌量；當(dāng)管道內(nèi)細菌呈單體散落狀時，沖一下是可以解決問題的，但形成菌膜后，沖一下就解決不了問題。因此應(yīng)重視該部分未能采用循環(huán)管的衛(wèi)生問題，并盡量縮短該段管道長度。管理人員不明白水處理工藝及其相應(yīng)的衛(wèi)生知識，生產(chǎn)工人未進行健康體檢，個人衛(wèi)生不良，也影響著管道分質(zhì)供水的衛(wèi)生質(zhì)量。⒉管道分質(zhì)供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)問題管道分質(zhì)供水單位引用標(biāo)準(zhǔn)不一，有的以《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》評價，有的以《瓶裝飲用純凈水》評價，有的以《飲用凈水標(biāo)準(zhǔn)》評價；有的以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)評價；因此目前有的管道分質(zhì)供水不一定是衛(wèi)生安全的飲用水。⒊管道分質(zhì)供水水質(zhì)檢測問題目前多數(shù)管道分質(zhì)供水單位沒有檢驗室，不能每天進行自檢。另外，由于不能自檢濾料，不能及時更換濾料；再加上有的單位布點不當(dāng)，未能在最差的水質(zhì)回流點取樣，使水樣不具代表性。⒋管道分質(zhì)供水選材及工藝問題部分單位建設(shè)前未經(jīng)衛(wèi)生部門的預(yù)防性衛(wèi)生監(jiān)督審查，工藝不符合要求，未選用衛(wèi)生安全的材料，沒有采用循環(huán)回路的管網(wǎng)，造成許多難于糾正的缺陷。二、管道分質(zhì)供水的水質(zhì)要求㈠原水水質(zhì)要求市政集中式供水為管道分質(zhì)供水原水時，其水質(zhì)必須符合《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》（2001年）的要求。在個別生活區(qū)或村鎮(zhèn)使用的自建集中式供水為管道分質(zhì)供水的原水時，其毒理學(xué)指標(biāo)和放射性指標(biāo)應(yīng)符合《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》的要求。㈡出水水質(zhì)要求⒈特殊處理的管道分質(zhì)供水水質(zhì)要求在某些自建集中式供水單位，為了改善其水質(zhì)達到生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范的要求，采用特殊處理方式，其管道分質(zhì)供應(yīng)飲用水時，用戶龍頭水質(zhì)必須符合《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》（2001年）的要求。⒉深度處理的管道分質(zhì)供水水質(zhì)要求深度處理的管道分質(zhì)供水中不應(yīng)有病原微生物，凈水中化學(xué)物質(zhì)不應(yīng)危害人體健康，純水中不應(yīng)存在有毒元素，而且應(yīng)幾乎檢不出有機物和氯化副產(chǎn)物，有良好的口感，pH值適中（6.8～7.8）。管道分質(zhì)供應(yīng)飲用凈水或純水時，用戶龍頭水質(zhì)應(yīng)達到表14-1要求，除表列指標(biāo)外其他項目均不得超過《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》（2001年）中所列的限值。三、管道分質(zhì)供水工程的系統(tǒng)設(shè)備㈠管理分質(zhì)供水工程的系統(tǒng)組成管道分質(zhì)供水工程由制水設(shè)備、供水設(shè)備、輸配水管網(wǎng)、抄表計表系統(tǒng)組成。⒈制水設(shè)備：（1）吸附設(shè)備常用吸附設(shè)備有活性炭吸附、分子篩吸附濾罐等。（2）過濾設(shè)備過濾設(shè)備包含砂濾、微濾、超濾、納濾、反滲透膜等設(shè)備。（3）軟化設(shè)備利用陰離子樹脂、陽離子樹脂，配成各種軟化設(shè)備。（4）消毒設(shè)備主要為臭氧或紫外線消毒裝置。⒉供水設(shè)備管道分質(zhì)供水的設(shè)備主要是變頻供水設(shè)備，它由交流變頻調(diào)速泵、壓力傳感器、控制器等組成。水泵的流量除考慮住戶的用水外，還應(yīng)考慮循環(huán)回流量。循環(huán)回流既可使管道內(nèi)保持一定流速，又可保證用水量小或夜間無人用水時，管道內(nèi)不產(chǎn)生滯水。變頻供水系統(tǒng)是供水行業(yè)的高新技術(shù)，目前采用先進的交流電機變頻調(diào)速技術(shù)對供水系統(tǒng)水泵進行調(diào)速。它通過壓力傳感器感知管網(wǎng)壓力變化，并將電信號傳輸給供水控制器，經(jīng)分析運算后，控制器輸出信號給變頻器，由變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速。這樣整套供水系統(tǒng)在嚴(yán)格保證管網(wǎng)水泵出口水壓恒定的前提下，根據(jù)用戶用水量的變化，及時調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，達到恒壓變流量供水。整個系統(tǒng)始終保持在高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。⒊輸配水管網(wǎng)管道分質(zhì)供水的輸配水管網(wǎng)的主要特點是選用衛(wèi)生安全材料和循環(huán)回流設(shè)計，保證管道分質(zhì)供水處于流動狀態(tài)。⒋管道分質(zhì)供水管網(wǎng)的清洗消毒管道分質(zhì)供水使用一段時間后，管道可能有污染物積聚，因此應(yīng)定期進行清洗消毒。常采用二氧化氯進行清洗消毒，其質(zhì)量濃度為0.3～0.5mg/L。⒌抄表計費系統(tǒng)可選用的管道分質(zhì)供水計量儀表有飲用水計量儀和安裝有傳感器的遠程飲用水計算儀。手工抄表時可選用不帶傳感器的飲用水計量儀，遠程抄表時選用帶傳感器的遠程飲用水計量儀。遠程抄表計費系統(tǒng)，目前多采用集3C技術(shù)為一體的系統(tǒng)，可分為兩大類：多功能集抄系統(tǒng)，單功能集抄系統(tǒng)。㈡管道分質(zhì)供水的工藝⒈凈水處理工藝（1）活性炭吸附與超濾利用活性炭吸附市政自來水中的氯化副產(chǎn)物和有機物；微濾去除懸浮物、膠體、有機大分子、細菌等微生