專題：飲用水處理組合工藝選擇

專題二：飲用水處理組合工藝選擇地表水凈化工藝流程地下水凈化工藝流程地表水凈化工藝常規(guī)凈化工藝微污染水源水凈化工藝高濁度水凈化工藝富營養(yǎng)化水庫水處理工藝低溫低濁水處理工藝常規(guī)凈化工藝高濁度水處理工藝低溫低濁水處理工藝低溫低濁水對混凝的影響低溫水中，分子熱運動減慢，介質(zhì)的粘度提高，不利于被處理水體中初始膠體在熱運動影響下的顆粒濃度自動均布，介質(zhì)粘稠度高，顆粒碰撞機(jī)會減少，導(dǎo)致混凝遲緩混凝劑水解速度降低，水解不完全，藥劑利用不充分水溫低時形成的絮狀物，在沉淀池中的沉降速度減慢低濁水由于固相濃度很小，其空間網(wǎng)絡(luò)沒有交聯(lián)的鍵，因而容易破壞低濁度水造成混凝劑需要量的增加

討論：針對低溫低濁水可選用的強(qiáng)化工藝助濾劑能提高濾液過濾效率的物質(zhì)。為防止濾渣堆積過于密實，使過濾順利進(jìn)行，而使用細(xì)碎程度不同的不溶性惰性材料。常用的助濾劑有硅藻土、活性炭、金屬屑和爐渣等。硅藻土具有很大的比表面積，能吸附膠體物質(zhì)，并形成空隙率很高的濾餅，是應(yīng)用最廣泛的助濾劑。助濾劑的使用方法一種是將助濾劑按一定比例與待濾的懸浮液混合，然后一起過濾；另一種是制備只含助濾劑的懸浮液，先行過濾，在過濾介質(zhì)上形成預(yù)涂層，然后再過濾濾漿。助濾劑預(yù)涂層能承受一定壓力而不變形，又可防止濾布因堵塞而增加阻力。微污染水處理工藝針對微污染水，可選用以下方式強(qiáng)化處理：1增加預(yù)處理構(gòu)筑物，如化學(xué)氧化預(yù)處理、生物預(yù)處理(接觸氧化池或生物濾池)等;2增加深度處理構(gòu)筑物，如活性炭吸附(或者臭氧-活性炭聯(lián)用)技術(shù);3強(qiáng)化改造現(xiàn)有工藝，如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過濾、優(yōu)化消毒;4綜合采用前面幾種技術(shù)。微污染水處理工藝1強(qiáng)化預(yù)處理化學(xué)預(yù)氧化預(yù)氧化技術(shù)是一種提高常規(guī)混凝工藝效率的方法，常用氧化劑有氯、二氧化氯、高錳酸鉀和臭氧等。（1）氯預(yù)氧化在水源水輸送過程中或進(jìn)入常規(guī)處理工藝構(gòu)筑物之前，投加一定量氯氣可以控制因水源污染生成的微生物和藻類在管道內(nèi)或構(gòu)筑物的生長，同時也可以氧化一些有機(jī)物和提高混凝效果并減少混凝劑用量。但是由于預(yù)氯化導(dǎo)致大量鹵化有機(jī)污染物生成，如三鹵化物、鹵乙酸等，而這些生成物不易被后續(xù)常規(guī)處理工藝所去除，因此可能造成處理后水的毒理學(xué)安全性下降。（2）二氧化氯預(yù)氧化一種強(qiáng)氧化劑，可脫色、除臭、除味、控制酚、氯酚和藻類生長，對水中病原微生物、病毒、芽抱、管網(wǎng)中異養(yǎng)菌、硫酸鹽還原菌及真菌等，均有很高的殺滅效果。它有選擇地與無機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，在控制三鹵甲烷的形成和減少總有機(jī)鹵甲烷方面與氯相比具有優(yōu)越性，幾乎不產(chǎn)生三鹵甲烷及其它有機(jī)鹵化合物，但能形成其它毒性副產(chǎn)物，如亞氯酸鹽、氯酸鹽等，其毒性甚至比氯或臭氧副產(chǎn)物的更高，國際癌癥研究所將亞氯酸鹽歸入易見的致癌物類中。（3）高錳酸鉀預(yù)氧化高錳酸鉀預(yù)氧化不但可以有效去除微量有機(jī)物和降低致突變活性，還可以在一定程度上強(qiáng)化后續(xù)處理過程。由于高錳酸鉀的水解產(chǎn)物水合二氧化錳絮體的強(qiáng)氧化作用和與有機(jī)物的廣譜作用性，對于水中的天然有機(jī)物、藻類、產(chǎn)生色度以及嗅、味的其他有機(jī)物，水合二氧化錳會破壞其碳鏈或官能團(tuán)，改變有機(jī)物結(jié)構(gòu)，被降解的有機(jī)物進(jìn)而與水中的其他離子發(fā)生絡(luò)合作用，失去穩(wěn)定性，從而在沉淀或過濾中得以去除。在投加混凝劑之前或同時向水中投加高錳酸鉀復(fù)合藥劑溶液，不需增加過多的附屬設(shè)備（4）臭氧預(yù)氧化生物預(yù)處理主要以生物膜法為主，具體有生物濾池法、生物接觸氧化法等。生物預(yù)處理2強(qiáng)化混凝3強(qiáng)化沉淀4強(qiáng)化過濾改性濾料改性濾料是一簇架狀結(jié)構(gòu)的、多孔的堿或堿土金屬鋁硅酸鹽礦物，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是硅（鋁）氧四面體，通過氧橋在三度空間相連接，最終形成了鋁硅酸鹽的一維、二維、三維孔道體系?？椎乐型ǔ１痪哂幸苿有缘年栯x子和水充填，因此廢水具有陽離子交換性能。改性濾料分類1、高溫活化型改性濾料。2、中高溫活化型改性濾料。3、離子交換型改型濾料。4、除鐵除錳改性濾料。5、去Se改性濾料6、改性降氟凈水濾料。

改性濾料的功能1.取代傳統(tǒng)活性炭，用于處理地下水的吸附、過濾及去除有機(jī)成分；2.可根據(jù)用戶需要選擇不同的改性方式，用于去除水中的鐵、錳等各種重金屬離子或氟離子等有害成分。3.壽命周期長，效果顯著。4.可以同時去除水中的硬度、濁度、色、味及重金屬，其吸附性能可以在某些領(lǐng)域取代活性炭，壽命長而造價低

活性炭吸附5深度處理活性炭吸附技術(shù)能最有效地去除水中的有機(jī)物，并對水中色、嗅、味、農(nóng)藥、有機(jī)氯化物等有良好的去除率，將是今后給水凈水廠首先應(yīng)考慮增加的深度處理措施。但需要特別指出的是，從經(jīng)濟(jì)角度來看，采用活性炭吸附技術(shù)每處理1m3/d水的投資將在80-100元，運轉(zhuǎn)費將增加0.15元/m3左右。生物活性炭a.提高出水水質(zhì)，可提高水中溶解性有機(jī)物的去除率;b.延長活性碳再生周期，減少運行費用;c.水中的氨氮可被生物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，從而減少后氯化的投氯量，降低三氯甲烷生成量臭氧-活性炭聯(lián)合深度處理a.原水的臭氧預(yù)氧化b.生物活性炭處理和臭氧后氧化c.氯消毒

其一是直接將部分能被其氧化成無害物質(zhì)的污染物去除；其二是將大分子有機(jī)物分解成可為生物降解的小分子有機(jī)物，同時利用臭氧分解后產(chǎn)生的氧使水的溶解氧充足，從而為后續(xù)活性炭處理中的生物降解提供必要的條件；其三，氧化水中溶解性錳鐵，生成難溶性氧化物，提高過濾效果；其四，有充氧作用，為后續(xù)生物活性碳提供DO。該工藝中臭氧的作用：其一，破壞水中殘余臭氧；其二，吸附去除水中化合物和臭氧副產(chǎn)物；其三，活性炭表面細(xì)菌的生物降解作用；其四，去除臭味異味物質(zhì)；其五，表面附著的硝化菌可以降低水中氨氮的濃度。該工藝中活性炭的作用：其一，利用強(qiáng)氧化性，破壞細(xì)菌體上的脫氫酶，殺菌；其二，氧化殘余有機(jī)物。該工藝中臭氧后氧化的作用：

臭氧氧化的是大分子憎水性有機(jī)物、活性炭吸附的主要對象是中間分子量的有機(jī)物，微生物是去除小分子的親水性有機(jī)物，三者相互補(bǔ)充，提高了去除的效果。臭氧-活性炭工藝優(yōu)勢：案例：徐州市地面水廠工藝改造背景

徐州市地面水廠位于市區(qū)北郊，建成投產(chǎn)于1992年6月，設(shè)計日處理水量約20萬m3，目前日處理水量約10萬m3。該廠源水主要來自微山湖的湖西航道和大運河。正常情況下水廠能夠取到接近Ⅲ類水源水質(zhì)的源水。

原有工藝流程存在的問題——水源水質(zhì)污染

一是突發(fā)性水源污染頻率高，造紙廢水污染占主要地位；二是取水口距船閘較近，造成取水口附近經(jīng)常有大量船只滯留，影響水質(zhì)；三是夏季微山湖水草腐敗，有機(jī)腐殖質(zhì)等含量較高。結(jié)果造成有機(jī)耗氧物質(zhì)、色度、氨氮、亞硝酸鹽等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。

存在的問題——常規(guī)強(qiáng)化效果有限常規(guī)強(qiáng)化方法：增加折點加氯和混凝劑投加量

一是增加了水廠藥劑費用二是增加了出廠水對管道腐蝕的問題三是造成了嚴(yán)重的氯化有機(jī)物問題改造方案

方案一：生物預(yù)處理＋粉末活性炭＋常規(guī)工藝

方案二：臭氧預(yù)處理＋粉末活性炭＋常規(guī)工藝＋生物活性炭濾池工藝序號項目方案一方案二1總投資（萬元）140033002工程費用（萬元）115028003制水成本（元╱m3）0.040.234源水水質(zhì)Ⅲ――Ⅳ類Ⅲ――Ⅳ類5出水水質(zhì)（88項）基本保證保證6工程量較小大7建設(shè)周期短長8與原有水廠管路交叉基本沒有多9供水可靠性一般好兩方案的主要優(yōu)缺點

方案一一次性投資較小，技術(shù)性要求相對較低，增加的運行成本較少，但受源水水質(zhì)沖擊負(fù)荷及溫度影響較大。

方案二一次性投資較大，技術(shù)要求較高，管理較復(fù)雜，增加的運行成本較高，水質(zhì)處理受水溫的影響比第一方案小，在不出現(xiàn)特大沖擊負(fù)荷情況下，出廠水水質(zhì)可以滿足一類水的水質(zhì)指標(biāo)要求。結(jié)論由于徐州地處江蘇北部，冬季氣溫比較低（小于10度的氣溫在100天左右），生物預(yù)處理工藝在冬季難以保證處理效果。因此，增加了深度處理工藝的第二方案具有更強(qiáng)的適應(yīng)范圍，應(yīng)優(yōu)先考慮第二方案。富營養(yǎng)化水處理工藝藻類去除工藝技術(shù)分析預(yù)處理技術(shù)物理法：采用網(wǎng)眼孔徑為10-45um的微濾機(jī)，除藻率約為50%-70%?；瘜W(xué)法：預(yù)氯化可殺死藻類，去除效果好，但預(yù)氯化同時可生成DBPs，因此預(yù)氯化應(yīng)用受限;二氧化氯預(yù)氧化除藻效果較好，但其副產(chǎn)物亞氯酸鹽使二氧化氯預(yù)氧化應(yīng)用受限;KMnO4投加量為1-3mg/L,藻類總?cè)コ士蛇_(dá)81%-95%,且副產(chǎn)物生成量極少。臭氧預(yù)氧化除藻及藻毒素效果好，可溶裂藻細(xì)胞、殺藻，使死亡的藻類易于被后續(xù)工藝去除。但該工藝設(shè)備投資大，運行費用高。過氧化氫對水中藻類有明顯的去除作用，但不會產(chǎn)生有毒害的副產(chǎn)物。藻類去除技術(shù)分析常規(guī)工藝強(qiáng)化強(qiáng)化混凝：可在絮凝池流道中設(shè)置多層格網(wǎng)強(qiáng)化混凝，改造后可去除30%以上的高錳酸鹽指數(shù)和70%以上的藻類；

氣?。簹飧∪コ室话銥?0%-80%經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化的強(qiáng)化氣浮工藝除藻效率可達(dá)到90%。我國昆明、蘇州、無錫等市均采