自来水厂深度净水工艺的发展与应用

第40卷第8期2014年3月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVo1．40No．8Mar．2014·l33·文章编号：1009-6825(2014)08—0133—03自来水厂深度净水工艺的发展与应用任怀智(1．陕西略阳惠泽水业有限公司，陕西汉中724300唐媛媛2．长安大学环境科学与7-程学院，陕西西安710054)摘要：介绍了活性炭及其联用技术、膜技术、臭氧氧化技术、光催化氧化以及高级消毒技术在饮用水水质深度净化方面的应用及其发展，并总结了各种技术的优缺点。关键词：饮用水，水质净化，深度处理中图分类号：TU991．25文献标识码：A0引言随着我国经济迅速发展，各地流域水体普遍遭受不同程度的污染，目前水源水中发现的有机物质多达2000余种，饮用水中确认的致癌物达20种。多项研究证实环境内分泌干扰物、消毒副产物、环境纳米污染物、新型的致病微生物、药品、个人护理用品以及藻毒素等新兴的污染物能够稳定地存在于水体中，这类物质往往难以降解且易于富集，对人类的生命健康存在着威胁。因此，为了满足人们对清洁饮用水的迫切需要，研究饮用水的净化工艺已刻不容缓。近年来，饮用水净化技术发展迅速，从简单的沉淀过滤净水到传统的常规处理，以及发展到现在的活性炭及其联用技术、膜技术、臭氧氧化技术、光催化氧化以及高级消毒技术等深度处理工艺。1活性炭及其联用技术在2o世纪印年代末7O年代初，由于煤质颗粒炭的大量生产和再生设备的问世，发达国家开展了利用活性炭吸附去除水中微量有机物的研究工作，对饮用水进行深度处理。在美国和澳大利亚等国家利用粉末活性炭去除水中藻类毒素和嗅味的技术已趋于成熟。LionelHoa等对粉末活性炭处理柱孢藻毒素进行了研究，毒素的去除率高达83％，达到饮用水的安全标准；YoshihikoMatsui等应用粉末活性炭对水库中绿藻释放出的土腥素进行处理，难闻的气味得到了改善。东京大学利用改性活性炭纤维对地表水源进行处理，“三致物质”去除率达80％，TOC去除率大于50％[。随着吸附技术的不断发展，水处理研究者们将活性炭与其他工艺相结合，研究开发“高锰酸钾+活性炭组合技术”“臭氧氧化+活性炭吸附组合技术”“活性炭+超滤组合工艺”。王丁明等研究了活性炭吸附技术水处理中的应用，发现该技术降解有机物，去除嗅色，效果显著，但高锰酸钾成本高，颜色不易控制，因此国内外尚未广泛应用；IkuroKasuga等利用颗粒活性碳一臭氧技术处理污染水源水，指出水中的氨可以通过吸附在活性炭上的氨氧化菌氧化而去除；姚宏等在美国某给水厂处理工艺及净水效果中介绍了臭氧一生物活性炭深度处理工艺，原水中TSS，BOD，COD，uV和浊度经过系统处理后大幅度下降，净水效果明显。活性炭吸附作为饮用水深度处理的一种工艺，能够有效吸附水中浓度较低，难以去除的物质，降低水体的浊度、臭味、色度，改善水的口感。同时，活性炭孔隙多，比表面积大，能够迅速的吸附水中的溶解性有机物，富集微生物，实现微污染源水质的深度净化。但这种工艺使用周期短，需要反复冲洗，经多次使用后，再生困难，运行成本较高，只有在充氧的情况下才能提高高锰酸钾指数和氨氮的去除。2膜技术近年来反渗透膜、超滤膜和纳滤膜已广泛应用于去除水中的浊度、色度、嗅味、消毒副产物、微生物及溶解性有机物等。胡连超等研究了以超滤直接过滤方式替代常规水处理工艺对高浊度水进行处理，考察分析不同操作压力、原水浊度、回收率、反冲洗条件下的出水水质、膜渗透性能、污染的变化规律以及水力清洗后膜通量的恢复情况，试验表明超滤净化高浊度水出水可达到饮用水的要求；MaRosaBoleda等利用反渗透与超滤的组合工艺处理在净化水投加药物时残留在水中的痕量物质，其中大多数物质得以去除，该技术较常规的过滤和吸附具有更高的效率；李小燕等。。利用了MBR对污染的地表水源做了处理，实验表明这种淹没式的MBR能有效的去除水源中的有机物和微生物，但MBR单位膜的处理能力低，膜污染严重。近年来随着膜技术的不断发展，纳滤膜在去除地下水中的污染物、海水脱盐、生活污水以及工业废水的处理中都有了大量的研究。纳滤除了能截流一些常见的有机物外，天然有机物和环境内分泌物也能被去除。张阳等利用纳滤技术去除水中内分泌干扰物双酚A和四溴双酚A，结果显示纳滤膜对相对分子质量在200的双酚A不能完全去除，但整体上的去除效果较高。膜处理技术科技含量高，去除污染物范围比较广，不需要投加药剂，处理规模可大可小，操作维护方便，易于实现自动化，各国政府对膜技术的研究以及开发都非常重视，但是依然存在膜污染，膜浓缩液处理，膜的高成本生产以及一些其他无法解释的问题。3臭氧氧化及其联用技术Rangesh等_1利用活性炭、臭氧氧化和生物滤池联用技术对水中的污染物进行处理，结果表明，活性炭的多孔结构能够有效的吸附水中的小分子有机