强化混凝用于微污染水源水处理 KSYHPD

工业水处理强化混凝用于微污染水源水处理邓忠良朱云2，肖锦3（1.广东省南海市电力工业局，广东南海528200；2.广州城市信息研究所有限公司，广东广州510008；3.华南理工大学环境科学与工程系，广东广州510008）综述了微污染水源水预处理和深度处理工艺技术*新进展，在此基础上提出改造常规的给水处理工艺、强化混凝处理过程、紧密联系实际充分挖掘已有设备的潜力，是适合我国国情的微污染水源水处理技术的一个主要技术选择方案和重要发展方向。

微污染水源处理；饮用水；强化混凝不同的水源所含杂质的种类和数量各不相同。

就是同一个水源，其杂质成分与含量也是随着空间和时间而不断变化着。一般来说，当水源所含的污染物种类较多、性质较复杂，但浓度比较低微时，通常被称为微污染源水。由于水源含这些物质，对人类的健康有很大的影响，而靠国内目前普遍使用的常规净化工艺又很难去除掉尤其是有机物，结果致使城市居民不得不长期饮用这种不安全的水。所以选择一种适合我国国情的微污染水源水处理技术方案已经引起人们的高度重视。

对超滤水处理设备微污染饮用水源水的处理方法，国内近期的研究热点是在保留或强化传统处理工艺的同时，还要附加生化或特种物化处理工序。习惯上把附加在传统净化工艺之前的处理工序叫预处理，把附加在传统净化工艺之后的处理工序叫深度处理。

1微污染水源水预处理工艺技术新进展微污染饮用水源水的预处理技术包括生物氧化法、投加化学氧化剂法及投加吸附剂法。

1D生物氧化法生物氧化法是一种借助微生物群体的新陈代谢作用，有效去除或减少可能在加氯后生成致突变物质的前体、一些可生物降解的有机物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐的处理技术。生物处理单元可设在传统净水工艺的不同位置，以发挥不同的作用。饮用水生物氧化法主要有生物接触氧化池法U2〕、生物陶粒滤池法〔3‘4〕、生物流化床〔5〕、粗滤慢滤工艺〔6.虽然生物接触氧化工艺能有效地去除源水中的氨氮和有机物等，但要获得安全的饮用水，有时还必须与传统净化工艺或深度处理方法相结合。此外，生物接触氧化工艺存在运行效果影响因素多、操作管理难以规范、随意性大、出水水质的卫生安全性和工艺机理的研究不充分等局限性，这些问题尚待进一步研究和探讨。

1.2化学氧化剂法化学氧化法近期研究较多的主要有高锰酸钾法〔7、过氧化氢法、过碳酸钠法〔9〕、氧化偶合絮凝剂法〔10.基于成本或面对多变水质化学氧化法的效果稳定性的考虑，化学氧化剂法目前还没有在全国的中、大型自来水厂中推广使用。

粉末活性炭吸附法将粉末活性炭制成炭浆〔11，投加在常规净化工艺之前，与受污染的原水混合后，在絮凝沉淀池中吸附污染物，并附着在絮状物上一起沉淀去除，少量未沉淀物在滤池中去除，从而达到脱除污染物质的目的。

2微污染水源水深度处理工艺技术新进展深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。应用较广泛的深度处理技术有活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性炭、膜技术等。

2.1活性炭吸附在各种改善水质处理效果的深度处理技术中，活性炭（GAC）吸附是完善常规处理工艺以去除水中有机污染物*成熟有效的方法之一〔12〕。活性炭对有机物的去除主要靠微孔表面吸附作用。

2.2臭氧活性炭臭氧活性炭采取先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，该工艺可以使活性炭的吸附作用发挥得更好〔13.在炭前和炭层中投加臭氧后，一方面可使水中大分子转化为小分子，改变了其分子结构形态，提供了有机物进入较小孔隙的可能性；另一方面使大孔内与炭表面的有机物得到氧化分肖解减轻了活性炭的负担，使活性炭可以充分吸附未被氧化的有机物，从而达到水质深度净化的目的。

生物活性炭活性炭是微生物生长的良好载体只要合理运作，活性炭上的微生物对提高水处理效果，特别是延长活性炭使用周期都会起到积极的作用。所以，活性炭用于水处理不单纯是吸附剂，还应利用活性炭吸附与微生物降解的协同作用，以取得技术经济上的良好效果，这种协同作用技术称为生物活性炭（BAC）〔14，与吸附剂型活性炭相区别。通常，采用生物活性炭技术时应避免预氯化处理，否则微生物就不能在活性炭上生长，因而失去生物活性炭的生物氧化作用。

2.4光催化氧化光催化氧化是以n型半导体为敏化剂的一种光敏化氧化〔15〕光催化氧化的突出特点是氧化能力极强，能将水中常见的有机污染物，包括难被臭氧氧化的六六六、六氯苯等氧化去除。经持续反应，可将有机物矿化为CO2和H2O等简单无机物，使水质大为提高。

2.5膜过滤膜过滤法是新兴的高效分离、浓缩、提纯、净化技术〔16，系用高分子薄膜作介质，以附加能量为推动力，对双组分或多组分溶液进行表面过滤分离的物理处理方法。膜滤技术是解决目前饮用水水质不佳的有效途径之一，但在目前情况下，其高成本、高操作维护费用限制了推广使用。

2.6其他技术其他开展研究的微污染水源水处理技术主要有吸附和离子交换〔17~19、固定化微生物超声波2.7强化混凝混凝是去除胶体物质，强化固液分离的主要手段之一；因其操作简便、适应性好、费用低廉，我国的各大自来水水厂无一例外的使用混凝作为饮用水的主要净化工艺。

影响混凝的因素有混凝剂种类、混凝剂投加量、pH值、搅拌程度、原水水质、混凝剂和助凝剂投加顺序等。所谓强化混凝是指为提高常规混凝效果所采取的一系列强化措施，即是确定混凝的*佳条件，发挥混凝的*佳效果，通常包括三个方面：无机或有机絮凝药剂性能的改善；强化颗粒碰撞、吸附和絮凝长大的设备的研制和改进；絮凝工艺流程的强化，如优化混凝搅拌强度、缩短流程反应时间、确定*佳反应pH等。

美国的水处理工作者普遍认为，强化混凝是实现消毒物/消毒副产物规定的**阶段目标的*佳途径。因此，采用强化混凝法去除有机物的研究很多〔2〕。地面水的天然有机物主要是腐殖酸和富里酸，它们与水形成大分子胶体真溶液。对于某一确定的原水，必定有一*佳混凝剂。据〔23〕报导，在去除天然有机物时，铁盐的混凝效果比铝盐好；阳离子高分子絮凝剂可单独作为混凝剂，但阴离子型和非离子型絮凝剂单独应用其效果不佳，但当被用作助凝剂时，则可发挥其提高固液分离的功能，有效地提高TOC的去除率〔24〕；H是混凝条件中的一个重要参数，pH值在5~6时，使用铝盐混凝去除天然有机物效果*佳；对高碱度或低碱度的原水，可以通过投加石灰、酸进行调节；原水纯水反渗透设备水质影响混凝效果极大，当原水中的有机物主要由有机颗粒和大分子有机物组成时，强化混凝可以有效地去除水中的TOC强化混凝也可以作为有特殊要求水质的一种预处理，其后可以是活性炭或膜过滤，这样不但可以防止活性炭柱和膜装置的堵塞而且可以减轻活性炭和膜的有机负荷，提高活性炭和膜装置的运行时间。

很多研究者把混凝作为膜过滤的预处理，采用的混凝剂为铁盐和铝盐，质量浓度范围为5试验结果表明，膜产水率大大提高25〕。

3结论在给水原水不断恶化，需要的给水水量不断增长，而给水水质要求不断提高的今天，大规模新建水厂投资巨大、周期较长、负担沉重，因而如何强化现有处理工艺，充分发挥已有水资源，对已有设施进行改造，淘汰不合理的陈旧工艺和设施，使净水设备在技术上处于相对经济合理的状态，以达到给水水质要求，是当前的一个重要课题。

上述各种微污染水源水预处理和深度处理工艺技术，有些还处在研究、试验和探讨阶段，有些较成熟的技术则被个别或间歇应用于特定条件下的中、小规模的工业生产中。这些技术（如生物氧化、活性炭、膜过滤等）在未来的水工业中将有着广阔的发展前景，但由于这些技术目前的投资或运行操作费用较大，在当前我国经济还欠发达、居民生活水平和消费能力还不高的情况下，还较难普遍地使用这些技术。结合当前我国的经济实力，要求普遍增加深度处理也是不现实的，应该在如何强化和改造常规处理上多想点办法。强化混凝处理是常规处理中非常关键的环节，通过强化混凝，可去除原水中绝大部分浊度物质和大部分有机物，其中不少是消毒副产物（DBPs）的前驱物质。因此，改造常规的给水处理工艺、强化混凝处理过程、联系实际地充分挖掘已有设备的潜力，成为适合我国国情的微污染水源水处理技术的一个主要技术选择方案和重要发展方向。

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