城市水廠中的給水深度處理技術應用

摘要：相比于傳統處理而言，深度處理工藝往往在凈水處理的標準處理工藝之后，旨在加強原處理工藝的功能或者清除某些微量污染物。當前，給水深度處理技術在城市水廠中得到了普遍應用，并且積累了大量經驗，成為世界各國改善水質的重要技術。本文主要對三種常見的給水深度處理技術即活性炭吸附、臭氧-生物活性炭組合程序以及薄膜凈水技術進行了主要分析，并且對該三種技術在具體的城市水廠中的應用情況進行了簡要闡述。

關鍵詞：城市水廠 活性炭吸附 臭氧-生物活性炭組合程序

薄膜凈水技術 應用

1 活性炭吸附及其在城市水廠中的應用

1.1 活性炭吸附。作為一種能夠清除水體中溶解性物質的有效處理技術，活性炭吸附被廣泛地應用于給水工程。活性炭吸附主要受到以下三方面因子的影響：①水質條件：包括有機物之間的競爭、水中陽離子、溫度以及PH等等，都會使活性碳吸附平衡的能力受到一定的影響。②有機物特性：親水性、溶解度、分子極性、分子大小以及分子量等都是有機物的特性。鑒于水是高極性分子，碳表面是非極性，所以其有機分子的極性特別小，同水分子間的吸引力也就極小，造成比較容易被活性碳吸附。通常來講，活性碳吸附量隨著溶質極性和溶解度的降低以及相同族類分子量的增多而增加。③活性炭自身性質：活性炭主要有3種，分別是纖維狀活性炭、顆粒狀活性炭以及粉末狀活性炭。在給水處理技術方面，纖維狀活性炭是把活性炭制成織狀，能夠有效地吸附碳氫氯化物，纖維狀活性炭在澄清湖原水中的應用表明，相比較于傳統活性炭，纖維狀活性炭在吸附飽和率與吸附速度方面具有優越性；顆粒狀活性炭能夠吸附消毒副產物，飲用水處理上一般將混凝沉淀作為顆粒狀活性炭的前處理單元，該方式通過混凝沉淀將大部分顆粒性有機物和部分溶解性有機物去除，減少了顆粒狀活性炭床的懸浮固體量及其床水頭損失，加大去除量；粉末狀活性炭大多應用在控制由于水質惡化或者季節性變化而造成的臭味問題，對于處理水體臭味，粉末狀活性炭具有較強的能力。

1.2 活性炭吸附在城市水廠中的應用。以荷蘭阿姆斯特丹Leiduim水廠為例，該水廠在流動床式結晶軟化工藝程序中，通過流體化床反應器，將NaOH溶液注入底部并噴入細砂，使得CO3-同水中的Ca2+在細砂表面生成CaCO3。在進入活性炭床前，首先對PH值進行調整，活性炭床系兩段串聯式：第一段是吸附有機物，進行生物分解；第二段是吸附第一段遺留的即生物分解性不高的有機物，所以剛再生的或者新的活性炭系應用在第二段，然后換為第一段。鑒于生物作用將對溶氧進行消耗，因此，活性炭床出水要補充純氧。荷蘭阿姆斯特丹Leiduim水廠中水處理的最后一道工藝程序是慢砂濾。旨在將可能殘留的細菌進行清除，保證水質的安全。

2 臭氧-生物活性炭組合及其在水廠中的應用

2.1 臭氧-生物活性炭組合?；钚蕴恐饕劳杏谖阶饔?，雖然在當前的凈水工藝中得到普遍應用，但是活性炭吸附也不免存在缺點，即顆粒狀活性炭需要定期再生，從而維持活性炭的活性。在上世紀七十年代，就能夠將活性炭的操作時間延長，同時可以有效地去除生物可分解性有機物，對此方面的研究也逐漸展開。而臭氧-生物活性炭組合從對污染物的去除機理上分析，其聯用后通過活性炭上的微生物降解作用，把污染物轉為水、CO2和一些無害的中間產物，能夠在最大程度上避免單純活性炭吸附以及常規處理過程中將污染物從水中轉移到污泥中或者吸附物質中，不存在二次污染，減少了處理濃縮的污染物這一工序。臭氧-生物活性炭組合的優點是可以有效地去除耗氧量以及臭味物質，能夠較好地控制生物穩定性指標，然而，臭氧-生物活性炭工藝也有缺點，例如：反應器的設計問題、生物安全性問題以及臭氧氧化副產物等。

2.2 臭氧-生物活性炭組合在我國城市水廠中的應用。近些年，臭氧-生物活性炭組合工藝在城市深度水廠中的應用較為廣泛，并且對于飲用水水質的改善發揮了良好的作用。特別是在我國上海、廣州、北京、昆明以及杭州等地都有普遍應用。

3 薄膜凈水技術及其在水廠中的應用

3.1 薄膜凈水技術。所謂薄膜，簡言之是一種在施與驅動力時能夠通過其物理性質和化學性質分離物質的薄層。薄膜凈水程序在城市水廠中的應用并不多，然而，在近些年，隨著科學技術的不斷提高，薄膜凈水技術發展迅速。薄膜凈水技術的優點是沒有消毒劑和混凝劑殘留、能夠同時將多種污染物去除、不必加入化學制品就能夠做到固液分離。其缺點是：①如果要針對某種特殊物質予以處理的話，則薄膜凈水技術無法使用。②鑒于每種薄膜對于每種物質的去除效果不一，并且各地區的水質成分含量也不盡相同，倘若薄膜選擇不準確，不但無法實現預期效果，反而加大成本。③在薄膜積垢后對其進行清洗時，薄膜會隨著清洗次數的增加而降低效果，如果前處理效果不良好，就需要進行反沖洗，而薄膜反沖洗的效果有限。

3.2 薄膜凈水技術在中國臺灣高雄市拷潭凈水廠中的應用。高雄市拷潭凈水廠在原有基礎上進行技術改造增設薄膜高級凈水設備，成為當前世界上最大的雙膜法凈水廠。該水廠采用薄膜凈水技術，易言之，采用低壓逆滲透膜單元和超濾膜單元整合系統處理技術，對水中重金屬離子、病毒、寄生孢子、膠體顆粒以及懸浮固體等對人體有害的化學物質進行深度過濾，并且節省了化學藥劑量，降低了污泥產量。薄膜凈水技術在該水廠中的運行表明，雙膜法水質處理能夠有效地提升水質，獲得良好的工程效果。

參考文獻：

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