水處理技術在微污染方面的應用研究

摘要：我國的海洋、江河湖泊均受到了不同程度污染，水污染影響到生產生活和友好環境建設，水體處理技術研發與應用勢在必行。基于此，本文首先介紹了微污染水源的水質特征;其次，分析了微污染水處理技術的應用，期望可以加強污染水源的處理力度。

關鍵詞：水處理技術;微污染;生物氧化;混凝技術;吸附技術

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-00-02

Abstract：The oceans， rivers and lakes in China have been polluted to varying degrees，and water pollution not only affects the natural environment， but also affects peoples daily production and domestic water.Based on this， this paper first introduces the water quality characteristics of micro-polluted water source;secondly， analyzes the application of micro-polluted water treatment technology，hoping to strengthen the treatment of polluted water source.

Key words：Water treatment technology;Micro-pollution;Biological oxidation;Coagulation technology;Adsorption technology

水源的微污染問題得到了社會各界廣泛關注，微污染的水體受到有機污染，水質指標超過了地表水環境質量III級標準。傳統的過濾方法、沉淀與消毒方法已經不能實現水體凈化。政府部門開始加大對新型水處理技術的研發，根據微污染水源的特點，研究出有效的處理技術，提高水污染處理效率，保證生產生活用水安全。

1 微污染水源水質特征

微污染水源主要是受到有機物污染內的水源，其中一部分的污染有機物來自于生活有機物污染，種類為高錳酸鉀和氨氮;另一部分為工業污染有機物，主要為人工合成有機物對于飲用水的水質以及人體健康均會造成嚴重危害。微污染水質主要檢測其中的高錳酸鉀指數以及氨氮的濃度，根據檢查結果判定，微污染水源水的微生物指標、理化指標均不能達到國家相關標準，且有機物綜合指標顯示，微污染水源水的嗅味明顯、綜合指標高、氨氮濃度高[1]。通過對全國范圍內地表水覆蓋的七大流域以及其他河流流域水源進行檢測得出，I類水質斷面所占比重為2.7%、II類38.5%、III類31.5%、IV類15.9%、V類3.9%、VI類7.5%。主要污染流域為黃河、遼河、海河和淮河等流域，主要污染物類型為化學污染源。

2 微污染水處理技術的應用

2.1 預處理

2.1.1 生物氧化

生物氧化方法是微污染水源水預處理方法中的一種有效方法，這一方法主要是借助了水中微生物群體自身新陳代謝作用，可有效地去除可生化性的有機物。同時，生物氧化方法還可改善水體本身的混凝沉淀性能，減少混凝劑用量，為后續處理工作的開展奠定良好基礎。但是，運用生物氧化與處理技術會受到水體pH值和水溫等因素的影響，具體操作中不能完全去除水體中的有機物。而且，生物處理技術在應用中，還需要增加曝光系統設備，這一環節增加了水廠運營的成本與難度，在一定程度上影響水廠經濟效益。

2.1.2 化學氧化

化學氧化預處理技術是借助強氧化劑的氧化能力而進行氧化分解去污的技術。該項技術在微污染水源水處理中，利用了強氧化劑對水體中的污染物進行分解處理。經過預處理之后，后續的水源污染處理工藝負擔得以減輕，整體的處理效果得到優化。目前，應用在微污染化學氧化處理方法氧化劑類型包括了過氧化氫、二氧化氯、臭氧、氯氣和高錳酸鉀等化學物質，其中使用頻率最好的氧化劑為氯氣。但是在應用中，氯氣會與微污染水源水的有機污染物發生化學反應，生成三鹵甲烷產物，對環境會造成一定的污染[2]。

2.1.3 吸附劑

使用吸附劑進行微污染水源水預處理主要是在水體中加入活性炭和其他吸附性較強的物質，通過交換方改善水體混凝沉淀。活性炭可將水體中小顆粒的有機污染物進行吸附，澄清水體。這一方法應用效果好、適應能力強、投資費用低，但是因為國內還沒有形成相對成熟的回收再生方法，所以后期的運行成本與管理費用較高。

2.2 深度處理

2.2.1 臭氧技術

臭氧技術是常見的微污染水源水深度處理技術，這一技術的應用主要是通過臭氧的氧化能力，完成水體中可溶解有機物、土霉味物質、鹵代甲烷前體物等清除干凈。這種微污染水源水處理技術不僅可去除異味而且還能改善水質。在實際應用中，技術人員要注意臭氧雖然可以將溶解性的有機物快速清除，但是一般要與活性炭共同使用。使用中，按照臭氧氧化-活性炭吸附的順序操作。臭氧氧化作用可將水體中大分子有機物轉變成小分子有機物，為活性炭吸附作用提供便利條件，只有這樣才能充分發揮出二者的優勢，改善微污染水源水品質[3]。

2.2.2 膜過濾技術

微污染水源水處理中，膜過濾技術發揮著重要的作用，主要包括：反滲漏、納濾、微濾、超過濾等四種類型。膜過濾技術應用到微污染水源水中，綜合四種技術，可實現雜質的有效清理。通過實驗發現，這一技術不僅可以實現水體中雜質的清除，而且還能提高水體潔凈度。膜過濾技術具有殺菌消毒作用，所以經過這一技術處理過的水質能夠達到飲用水標準。同時，因為膜過濾技術可將水體中顆粒狀以及可溶解的有機物清除，且能消除水體中的有害細菌，所以在微污染水源處理中，受到了眾多化工企業的追捧。

2.2.3 光催化技術

光催化技術指的是使用對N型半導體光催化劑和太陽光譜中最接近紫外光的部分，將水體中有毒的有機污染物轉變成為二氧化碳、水、無機離子以及其他毒性較小的有機物。當前，光催化氧化技術應用仍處于實驗階段，這一技術的主要研究方向為：（1）科學選擇并合理使用光催化劑，防止出現催化劑中毒問題，盡量提高光活性與光催化反應量之效率。（2）根據微污染水源水實際情況與特點，使用科學處理方法研究光催化氧化反應器，提高這一反應的實用性。（3）研究太陽能光電系統作為多效單元與輔助系統，實現技術之前的優化組合，提高微污染水源水處理效率。

2.3 生物處理

2.3.1 膜-生物反應器

膜-生物反應器技術是將生物單元與膜分離技術相互結合，這一技術中使用了膜分離代替了原本的固液分離裝置。膜分離技術可實現微污染水源水中微生物攔截，將污泥齡與水力停留時間分離，提高微污染水源水的污染處理效率。膜-生物反應器技術應用具有占地面積小且出水水質好的優勢，已經被廣泛地應用到了生活污水處理和工業廢水達標排放處理當中。

2.3.2 膜-生物膜-反應器

膜-生物膜-反應器技術是微污染水源水處理技術的新形式，該項技術可以有效處理地表或地下水中含有的重金屬、坤酸鹽、亞硝酸鹽、高氯酸鹽、硝酸鹽等有害物質。這一技術已經應用到了實際工程項目中，一般來說，使用這種技術可以將已經受到污染且含有有害化學物質的污染水體進行復原，從而提升地表水與地下水的潔凈程度。

2.3.3 其他技術

生物技術迅速發展，使用固定化微生物處理技術進行微污染水源水處理已經成為了行業整體發展趨勢，許多學者對此進行了深入研究。比如：（1）某學者提出使用實驗室篩選方法，將反硝化細菌、聚磷菌以及被馴化的硝化細菌固定在纖維球形填料當中用于處理微污染水源水。實驗經過10d后，研究團隊發現，水體中氨氮、總磷、總氮等污染物已經被徹底清除。（2）另一學者研究，使用太陽能可以實現微污染水源水質凈化。經過研究，學者安裝了太陽能凈水系統，改善了試驗區水體底層缺氧但表層富氧的問題。這一系統應用，有效解決了水體表面大量藻類有機物聚集的問題。（3）使用電凝技術也能達到良好的微污染水源水處理效果，電凝技術可實現水體內電解氧化、氣浮、凝聚問題，通過共同作用的方式，有效地去除了水體中存在的污染物與細菌，提高水體質量。

3 總結

綜上所述，微污染水源會給人們的健康造成嚴重影響，且在傳統工藝技術已經無法滿足微污染水源凈化處理需求的情況下，研發設計新型微污染水處理技術，成為了近幾年相關技術人員的工作目標。國家科研人員對水處理技術進行了持續深入研究，研發出許多新的科研成果，并取得了較好的應用效果。隨著科技發展，深度處理技術將會得到持續推廣與應用，改善水源水質，提高用水安全。

參考文獻

[1]漆璐.關于微污染水源水處理技術的研究[J].建材與裝飾，2018（49）：190-191.

[2]王娟，汪紅.微污染水源水處理技術研究進展和對策分析[J].科技資訊，2014，12（23）：134-135.

[3]劉思宇，張可方，張立秋，張朝升.微污染水源水處理技術研究新進展[J].華南地震，2014，34（S1）：143-147+179.

收稿日期：2019-11-05

作者簡介：陳兆前（1986-），男，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為水體治理、土壤修復。