微污染水源處理技術研究

摘 要：近年來，微污染水源水處理不斷涌現出新的問題，探索微污染水源水處理對策和處理技術成為當前研究和實踐的重點。本文根據微污染水源水的特點、微污染水源水處理技術的研究以及在微污染水源水處理中的實踐，討論我國微污染水源水處理的措施，并對幾種深度處理技術進行簡單介紹和評述。

關鍵詞：微污染水源水 預處理 深度處理

1 微污染水源概述

微污染水源水一般是指水體受到有機物污染，部分水質指標超過地表水環境質量標準的（GB3838-2002）III 類水體標準的水體[1]，常規的處理工藝（混凝→沉淀→過濾→消毒） 不能有效去除微污染水源水中的氨氮、有機物等污染物，而且液氯很容易與原水中腐殖質結合產生消毒副產物（DBPs），將直接對飲用者的身體健康造成威脅[2-3]。微污染水源水中的有機物可以分為人工合成有機化合物（SOC）和天然有機物（NOM）兩類[4]。微污染水源水中的有機物濃度較低，可同化有機物質影響管網的穩定，引起細菌繁殖，導致疾病傳播;常規水處理過程中加微污染水源水主要污染指標為總磷和總氮因此水源水質的惡化就勢必要求投加大量的混凝劑，大大增加制水成本;另外由于水中微量有機污染物在傳統凈水工藝中沒有良好的去除效果，甚至還有可能導致水質毒理學安全性下降，出水氯化后的致突變活性有所增加，會對人體健康造成危害。

2 微污染水源預處理技術

2.1 生物預處理技術。污水處理過程中常用生物法去除懸浮的和溶解性的有機物，不僅有效而且經濟實惠。有機物和氨的生物氧化，配水系統中使微生物繁殖的有效基質可以降低，減少嗅味，形成氯化有機物的前體物得到降低，以及延長后續過濾和活性炭吸附等物化處理的使用容量和周期。微污染源水生物預處理工藝是把填料作為生物載體，曝氣充氧的條件下微生物得到生長繁殖，并富集在填料的表面上形成生物膜，使氮氨被氧化或轉化成高價形態的硝氮，同時有溶解性的有機污染物與生物膜接觸的過程中被吸附、分解和氧化。從流程上看，工藝的核心部分是生物處理池。有機物的氧化和分解以及氨氮的降解都在生物池內完成，微生物在新陳代謝過程中所需要的大量氧氣由鼓風機通過曝氣管網提供。生物處理池中微生物死亡脫落后，和微污染源水中的懸浮泥砂膠積成團，在沉池中自然沉降，水體再次得到沉淀處理。

2.2 化學氧化預處理技術。化學氧化預處理技術是指在原水中加入強氧化劑，通過利用強氧化劑的氧化能力，去除水中的有機污染物，提高混凝沉淀效果。常用的氧化劑有臭氧、氯氣、過氧化氫、高錳酸鉀等。其中最常用的強氧化劑是氯氣，但水中有機物與氯氣反應生成三致物質三鹵甲烷。臭氧能氧化有機物，從而去除水中的顏色、氣味。過氧化氫直接氧化水中的有機污染物，并且本身只含有H、O兩種元素，因此使用時不會引入雜質，與有機物作用溫和，水處理中分解速度很慢，可保證較長時間的殘留消毒作用，同時還可作為脫氯劑，不會產生鹵代烴。高錳酸鉀是一種較強的氧化劑。高錳酸鉀復合劑預氧化助凝可顯著節省混凝劑藥耗提高水質。

2.3 吸附預處理技術。吸附預處理技術仍存在回收再利用的問題，如果投加的吸附劑不能實現有效地利用，必定增加工藝運行的費用，同時增大系統的排泥量。吸附預處理技術常用的吸附劑有活性炭、粘土等。活性炭吸附是去除水中有機物的最有效途徑，而且可使致突變活性從陽性轉為陰性。粘土類吸附劑貨源充足，價格便宜，但把大量粘土投入混凝劑中，會增加沉淀池的排泥量，造成生產運行中一些不必要的困難。另有報道表明，沸石、活化硅藻土也是很好的吸附劑，對水中有機物有良好的吸附效果。

3 深度處理技術

深度處理是在常規處理工藝以后，采用適當的方法，把常規處理工藝中不能有效去除的污染物或著消毒副產物的前驅物加以去除，從而保證和提高水質。

3.1 膜分離技術。膜分離中的超濾、微濾、納濾、反滲透所組成的水處理方法，對去除水中微米級的顆粒要比常規水處理技術中過濾能力強，能夠有效去除水中的懸浮物、細菌、病毒、農藥、有機物、無機物和溶解氣體等雜質，符合不斷提高的飲用水水質要求。膜分離技術也是21世紀飲用水凈化的優選技術，發達國家自來水制造主要的新工藝就是膜分離技術。采用膜法工藝生產自來水的優點是減少處理過程中化學藥劑的投加量，操作易自動化，可大幅降低有機物含量，出水水質穩定。

3.2 臭氧活性炭聯用深度處理技術。此技術采取先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附過程中又繼續氧化的方法，此法可以使活性炭充分發揮吸附作用。炭層中投加臭氧，可改變其分子結構形態，使水中的大分子轉化為小分子，提供了有機物進入較小孔隙的可能性，繼而大孔內與炭表面的有機物得到氧化分解，使活性炭可以充分吸附未被氧化的有機物，從而達到深度凈化水質目的。但是此處理技術在臭氧破壞某些有機物結構的同時可能產生一些帶毒副作用的中間產物。

3.3 生物活性炭深度處理技術。生物活性炭深度處理技術是利用生長在活性炭上的微生物的生物氧化作用達到去除污染物的目的。生物活性炭深度處理技術利用微生物的氧化作用增加水中溶解性有機物的去除效率，延長活性炭的再生周期;同時，水中的氨氮被微生物轉化為硝酸鹽，減少了消毒環節氯氣的投加量，從而降低了三鹵甲烷等“三致物質”的生成量。

小 結

目前，人們日益重視飲用水的安全問題，標準也日益嚴格，微污染水源水的處理不能局限于常規處理工藝，必須有所突破以實現人們對飲水安全性的需求。常規處理工藝的技術成熟，而深度處理能夠有效去除常規工藝不能去除的有機物和消毒副產物，因此常規處理工藝與深度處理工藝相結合就能夠有效提高和保障飲用水水質，該技術受到廣泛關注和發展，并具有廣闊應用前景。目前國內很多水廠采用了在原有工藝基礎上增加深度處理工藝的方法來提升處理水水質，常規處理工藝與深度處理技術相結合仍會是未來幾年給水處理廠進行工藝升級改造的重要支撐技術。

參考文獻

[1] 何斐，李磊，徐炎華.微污染水源水處理技術研究進展[J].安徽農業科學，2008，36（11）： 4672-4673.

[2] Tung HH， Xie YF. Association between haloacetic aciddegradation and heterotrophic bacteria in water distributionsystems[J].Water Research，2009，43（4）：971-978.

[3] Schenck K， Sivaganesan M， Rice G. Correlation of water qualityparameters with mutagenicity of chlorinated drinking watersamples[J]. Journal of Toxicology and Environmental Health-PartA-Current Issues， 2009，72（7）：461-467.

[4] 陳威，朱雷，梁華杰.強化混凝法去除微污染原水有機物的研究與發展[J].國外建材科技，2005，26（6）：33-35.

作者簡介：李式慶，工作單位：山東省青州市永昌公用事業管理有限公司 ?職稱：助理工程師 ?研究方向：環境工程