供水水廠凈水處理工藝技術應用及效果

張麗 王小莉

【摘 要】隨著油田企業的延伸發展，供水需求快速增加，然而由于河流水質普遍較差，已找不到潔凈的飲用水源。為了解決這一嚴重供需矛盾，加強水廠凈水處理，使之能用于生活飲用水的水源，以克服清潔水源短缺的困擾，已經成為社會關注的熱點，本文就水廠凈水處理工藝進行探析。

【關鍵詞】水廠；凈水；處理工藝；應用；效果

水作為生命之源，萬物之本。隨著社會的日益發展，人們對水資源的要求不斷提高，但供人類可直接使用的水資源卻在不斷減少當中。在一些發展中國家超過百分之五十的水資源因使用不當而導致浪費，超過百分之八十的廢水因處理不當被排放到湖泊、河流中造成環境污染。對我國來說，自改革開放以來國家經濟迅速發展，過度關注經濟而忽視了生態環境問題，使得各地水體流域有著不同程度的污染，基本很難找到潔凈的飲用水資源，但隨著相關政治經濟政策的實施，對供水的需求卻在迅速增加。為解決這嚴重的供需問題，需要增強城市水廠的凈水處理，使之能夠達到生活用水的標準，進而克服因水資源污染而造成短缺的困擾。

一、水廠常規水處理工藝

因人為因素以及自然因素的關系，使得原水中含有復雜多樣的雜質，城市水廠進行凈水的目的就是除去原水中所含的對人類健康不利的細菌、膠體物質、懸浮物質以及其他有害雜質，從而使得城市用水能夠滿足日常的需求。水廠采用的常規水處理工藝，主要包括混合、沉淀、過濾以及消毒四個過程。

原水經過取水泵房的提升之后，進行混凝工藝處理，水與藥劑均勻混合后形成大顆粒絮凝體，這整個過程稱為混凝過程。一般使用的水處理劑有三氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁等。混凝過后進行沉淀，沉淀是指在沉淀池中將混凝階段形成的絮狀體在重力的作用下從水中分離出來。過濾則是指以有空隙的粒狀的濾料層如石英砂通過粘附作用來截留水中的懸浮顆粒，而從中進一步除去病毒、細菌、有機物、細小懸浮雜質從而達到使水澄清的作用。經過過濾后，水的濁度將進一步降低，同時雜質的去除也使得殘留的病毒、細菌等失去依附或保護，為下一步的消毒過程創造了良好的條件。消毒并不是指把所有微生物完全消滅，只是消除致病微生物，消毒可使得城市自來水達到飲用水細菌學的指標。通過消毒作用也可使城市水管的末梢保持一定的余氯量，從而控制細菌的繁殖預防污染。消毒的加氯量（液氯）一般在1-2.5g/m3之間，主要通過水與氯的反應生成次氯酸而在細菌內部進行氧化作用，而達到破壞細菌的酶系統最終導致細菌死亡。

二、深度處理工藝

深度處理工藝中較為普及的是活性炭技術。活性炭可應用于空氣凈化和給水、廢水處理，用來分離或收集空氣和水介質中的雜質。顆粒活性炭和粉末炭作用相同，均可用于水處理。顆粒炭不易流失，可再生重復使用，用于污染較輕，需連續運行的水處理工藝。活性炭濾池為給水處理中的深度處理工藝，可以有效地去除水中色度、異嗅異味和溶解的有機污染物，提高供水水質。顆粒活性炭在使用過程中根據原水水質情況定期進行反沖洗。一般采用水沖的形式，6天反洗一次，反沖強度需達到30%以上的濾池膨脹率。新炭主要以物理和化學吸附為主，使用一定時間炭表面形成生物膜后，則以生物降解作用為主。當評價活性炭吸附效果的指標降低到相關標準以下，或某種污染物指標穿透炭床時就必須進行更換或再生。新炭使用時需要浸泡24～48h，之后還應進行反沖洗，以便去除殘存的活性炭中的焦油及炭粉等雜質。反洗次數和排水濁度可根據處理水用途確定，給水處理活性炭反洗排水濁度一般可控制在2～5NTU。粉末活性炭在處理水中突發嗅味、工業污染物方面有很好的應用。

三、“膜”法水處理工藝

水資源短缺成為世界范圍內普遍關注的問題，中國的缺水形勢尤為嚴峻。隨著經濟的高速發展，用水量劇增，而水處理設施的相對落后使水環境質量呈持續惡化的趨勢。目前，我國60%～70%的水廠采用的仍是第一代的水處理工藝，即沉淀消毒法，這一工藝對水源地的水質要求較高。但由于有些地區水質上的先天不足，對水廠的水處理系統提出了更高的要求。膜-生物反應器（MBR）等膜法水處理技術是近年發展起來的新技術，由于具有出水水質優良、裝置占地面積小等特點，且膜使用壽命長達10年左右，從目前技術來看，膜技術能夠非常有效的提高水的生物安全性，例如超濾膜，孔徑有幾十納米，原則上說可以講水中間一切微生物截留下來，使得水的安全性大大提高一步，在污水處理與回用中有很好的應用前景。目前，加拿大澤能環保工程公司生產制造浸沒式超濾膜，已經達到了世界領先水平。“膜”法水處理工藝就是利用天然礦石、超濾技術、反滲透技術等多道物理過濾，實現對自來水的生物與化學污染的多級屏障。其中，反滲透膜裝置是該處理工藝的核心部分。經反滲透膜的深度處理，能去除水源中絕大部分無機鹽、重金屬離子以及有害物質，使水質達到生活飲用水標準。如杭州灣新區航豐水廠航豐公司投入9000多萬元建設了一期5萬t供水項目，其中第三代水處理工藝――“膜”法水處理工藝的設備投入就花掉了5000多萬元，這一投入是普通5萬t水廠項目投入的2倍還要多。為確保供水安全，公司實現了所有設備全自動化控制，可以有效地避免人為操作產生的失誤；同時，公司還安裝了視頻安保系統，一旦有設備出現異常或人為破壞情況產生，系統就會自動報警。

四、活性炭水處理工藝

在深入處理水工藝中，活性炭技術使用較為普遍。活性炭屬于一種無定型炭，是由許多呈層狀結構石墨形狀的微晶經過不規則的集合而成，活性炭內部有無數的細微空隙通過縱橫相通而使得其具有巨大的比表面積。這種特殊的內部結構使得活性炭在水處理中起著催化與吸附作用。在凈化給水這一方面，活性炭利用其多孔特性，不但對嗅、色的去除效果好，對合成洗滌劑的去除作用也較強，利用活性炭除去水中的大部分有機物也是其重要作用之一。另外，活性炭也能除去較難分解的物質，如CODMn及氨基甲酸酯類殺蟲劑等。

顆粒活性炭在應用的過程中根據原水的水質情況按時進行反沖刷。一般采用水沖的方式，常規是六天進行反洗一次，反沖的強度要達到百分之三十以上的濾池膨脹率。而新炭以化學吸附與物理吸附為主，在使用達到一定的時刻，活性炭外表形成生物膜后，則主要進行生物降解作用。當評估性活性炭的吸附作用目標降低到關聯規范以下時，或者說某種污染物穿透炭床時，就需要對活性炭進行再生或者替換。新的活性炭使用時需要浸泡24-48個小時，浸泡之后還需進行反沖刷，用以除去活性炭中殘留的炭粉及焦油等雜質。反洗的次數以及排水的濁度可以根據處置水的用處進行判斷，反洗濁度一般控制在2-5NTU。再有，在使用粉末炭時，需要根據所要處理污染物的濃度及品種進行吸附實驗，從而判斷所需的粉炭量以及活性炭的品種。在使用之前，要注意將炭粉制作成炭漿均勻定量的加入水中，從而達到一定的除污染效果。在粉末炭的使用過程中還需注意安全問題。

五、結語

隨著人們生活水平的提高以及城市的發展，使得環境污染對水源水質的影響逐漸嚴重，而城市居民及國家對水質要求越高，所以在城市自來水凈水處理工藝上采用一些先進的工藝技術設備是必不可少的。除了使用各種凈水處理技術而使得水資源達到生活用水的標準外，提高水源的質量更是一項重要的措施，要加強對地表水源的保護，提高人們的環保意識，這才是最根本的保證。

【參考文獻】

【1】邵青， 等. 水處理及循環再利用技術. 北京： 化學工業出版社， 2004.

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