给水厂净水工艺的发展及工艺比较

给水厂净水工艺的发展及工艺比较程伟(广州市白云区石井镇黄金围海口水闸石门水厂,广东广州510430)【摘要】文章介绍了给水厂净水工艺的发展过程、不同净水工艺的比较。提出了在我国现有的条件下,在优先考虑强化常规工艺的前提下发展预处理和深度处理将是今后水厂改造的主要方向。【关键词】给水处理;强化常规工艺;预处理;深度处理【中图分类号】X703.3【文献标识码】A【文章编号】1007-7723(2005)09-0062-02一、给水净水工艺的发展过程给水处理的主要任务和目的就是通过必要的处理方法去除水中的杂质,以价格合理、水质优良安全的水供给人们使用。在20世纪70和80年代,给水工程技术人员面临的主要问题是工程的投资效益,即如何以最低的工程总投资来完成简单的处理目标。因此,在这段时期里,研究出了许多比较经济的净水技术和工艺,这些研究包括改进沉淀池设计,出现了斜管沉淀池、斜板沉淀池和气浮池等快速澄清工艺,还有快速过滤工艺和将絮凝、沉淀和过滤工艺组合在一起的专用集成设备。然而,到了20世纪80和90年代,新的问题出现了,即饮用水中存在的微量有机物对人体健康具有长期潜在的危害。因此,出现了新的水质污染指标和规定,例如,总三卤甲烷、挥发性有机物和最大污染物浓度等。为了对待这些新情况,满足净水处理要求,工程技术人员和研究人员已经成功地设计出去除水中有机污染物的方法。这些方法,如化学氧化、活性炭吸附和强化混凝处理等,在过去的十多年里一直是主要的研究方向。二、不同的水质参数对应不同的水处理工艺综观给水净水工艺的发展历程,我们可以得出结论,即不同水质参数对应不同的水处理工艺。如表1所列。表1目前最通用的给水处理方法从表1可以看出,结合混凝工艺的快速砂滤池是给水处理中最通用的处理方法。然而,在常规处理工艺基础上,增加的预氧化和吸附以及两者的联用是解决当前水源遭到污染的主要方法,另外,在我国生物预处理技术也已经开始得到应用。这里新提出的膜过滤将是未来很有发展前途的净水处理技术。三、净水工艺的比较目前我国自来水厂的水源大都遭受污染,原水中有机物氨氮浓度增加,使水带色、味;有的水厂是从湖泊、水库取水,由于原水藻类(包括藻类分泌物)增加,使出水色、腥味增加。这些原水经水厂常规工艺净化,浊度不易得到很好控制,滤池易堵塞,出水有机物浓度高(生物不稳定,易使输配水管道中细菌滋长,恶化水质),氨氮浓度高,使加氯量增加进而使消毒副产物(如三卤甲烷、卤乙酸等)量增加,提高了饮用水的致癌风险,使出厂水有异味,水质下降,往往会遭受居民的抱怨和投诉。因此,对给水厂的现有工艺进行改造势在必行。净水厂的工艺改造有以下几种方法:1.增加深度处理构筑物,如活性炭吸附(或者臭氧———活性炭联用)技术;2.增加预处理构筑物,如生物预处理(接触氧化池或生物滤池);3.不增加常规工艺前、后的净化构筑物,在现有工艺上改造,如强化混凝、强化过滤、优化消毒;4.综合采用前面几种技术。具体来说,给水厂净水系统技术改造的内容主要包括如下几个部分:(一)针对水源水的污染特性,增设必要的预处理设施。预处理技术包括投加化学氧化剂,如臭氧、高锰酸钾;投加吸附剂,包括粉末活性炭和活化粘土;以及生物氧化技术等,特别是生物氧化预处理技术(如曝气生物滤池),由于本身存在独特的优点,自20世纪80年代以来,在许多国家得到重视。我国部分城市水厂也已经开始了这方面的工作。(二)混凝技术改造。改造的基本方法可因地制宜选用静态混合器、利用水泵和加装机械搅拌混合器等。(三)絮凝技术改造。改造的基本原则是创造适宜的水力条件,使絮凝的各段过程中尽量接近最佳GT值。对打碎絮体的部位需扩大断面面积,对GT值过小的部位加装网格或阻流装置。如要适当增加絮凝时间则可适当地占用一些沉淀池空间来解决。(四)过滤技术改造,改造为煤和砂的双层滤料滤池。可考虑采用轻质(煤或陶粒滤料)、粒径较粗、滤层较厚的均匀滤料。滤池采用汽水联合反冲洗,改善冲洗效果,节约冲洗水量。(五)助滤剂的应用。在进滤池的水中再加注少量(一般为1～3mg/L)的混凝剂或微量高分子絮凝剂,能明显改善水的过滤性能,显著提高去除率。这是改善过滤出水水质的一个非常重要措施。投加助滤剂后,出水浊度明显降低,但运行周期会相应缩短。经试验,采用助滤剂方案时,如运行周期尚长,可不改变滤层,否则要同时把滤层改为双层滤料或均粒滤层并加装表面冲洗以改善冲洗效果。(六)增设活性炭吸附或生物活性炭(臭氧—活性炭联用)深度处理设施,进一步控制出厂水中的有机污染物的浓度,减少卤代物质的生成量。(七)在无条件建立活性炭滤池时,可在过滤前投加粉末活性炭(PAC),或将滤池改造为活性滤池。【收稿日期】2005-05-20【作者简介】程伟,供职于广州市白云区石井镇黄金围海口水闸石门水厂。2005年第9期(总第67期