自来水厂净水处理工艺探析

2010-08-15李文博海口市琼山自来水总公司海南海口571100

科技传播 2010年3期

李文博海口市琼山自来水总公司，海南海口 571100

0 引言

水是人类生存的生命线，是实现可持续发展的重要物质基础。我国饮用水资源总量为2.8亿m3，居世界第6位，但人均占有量为2 300m3，约为世界人均值的1/4。改革开放以来,我国经济迅速发展，同时也面临着严峻的生态环境问题，各地流域水体普遍遭受不同程度的污染。随着城乡一体化规划的实施，供水需求快速增加，然而由于河流水质普遍较差，已找不到洁净的饮用水源。为了解决这一严重供需矛盾，加强自来水厂净水处理，使之能用于生活饮用水的水源，以克服清洁水源短缺的困扰，已经成为社会关注的热点，本文就自来水厂净水处理工艺进行探析。

1 自来水厂净水常规处理工艺概述

城市自来水厂水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用水的水质要求，故处理方法应根据水源水质确定。此处仅列出自来水厂净水常规处理工艺。常规处理工艺主要处理对象为水源水中的悬浮物、胶体物质和病原微生物等。它主要是由混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒等工序组成，该工艺仍为中国和世界上大多数水厂所采用。

“混凝-沉淀-过滤-消毒”是以地表水为水源的生活饮用水常规处理工艺，去除对象是引起水浑浊的悬浮物及胶体物质。混凝、沉淀和过滤在去除浊度的同时，对色度、细菌和病毒等也有一定去除作用。再通过向水中投加氯气、漂白粉，或二氧化氯等消毒剂，杀灭滤后水中致病微生物，达到饮用水水质要求。

2 深入处理工艺

深入处理工艺中较为普及的是活性炭技术。活性炭可应用于空气净化和给水、废水处理，用来分离或收集空气和水介质中的杂质。颗粒活性炭和粉末炭作用相同，均可用于水处理。颗粒炭不易流失，可再生重复使用，用于污染较轻，需连续运行的水处理工艺。活性炭滤池为给水处理中的深度处理工艺，可以有效地去除水中色度、异嗅异味和溶解的有机污染物，提高供水水质。颗粒活性炭在使用过程中根据原水水质情况定期进行反冲洗。一般采用水冲的形式，6天反洗一次，反冲强度需达到 30% 以上的滤池膨胀率。新炭主要以物理和化学吸附为主，使用一定时间炭表面形成生物膜后，则以生物降解作用为主。当评价活性炭吸附效果的指标降低到相关标准以下，或某种污染物指标穿透炭床时就必须进行更换或再生。新炭使用时需要浸泡 24～48h，之后还应进行反冲洗，以便去除残存的活性炭中的焦油及炭粉等杂质。反洗次数和排水浊度可根据处理水用途确定，给水处理活性炭反洗排水浊度一般可控制在2～5NTU 。粉末活性炭在处理水中突发嗅味、工业污染物方面有很好的应用。

1）除臭和除味。除臭和除味的方法取决于水中臭和味的来源。用活性炭吸附、氧化剂氧化等方法去除水中有机物所产生的臭和味；用微滤机或气浮法去除因藻类繁殖而产生的臭和味；采取除盐措施解决溶解盐类所产生的臭和味等。

2）除铁、除锰和除氟。当溶解于地下水中的铁、锰含量超过规定标准时，常采取氧化法和接触氧化法除铁、除锰。当水中含氟量超过1mg/L时，可采取活性氧化铝或反渗透及电渗析法除氟。

3）软化和淡化。软化处理的对象是水中的钙、镁离子，主要方法有离子交换法和药剂软化法。淡化处理对象是水中各种溶解盐类，即将高含盐量的水，如苦咸水或海水处理到符合生活饮用水要求。主要方法有：蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。

3 先进的自来水厂净水处理工艺——“膜”法水处理工艺

水资源短缺成为世界范围内普遍关注的问题，中国的缺水形势尤为严峻。随着经济的高速发展，用水量剧增，而水处理设施的相对落后使水环境质量呈持续恶化的趋势。目前，我国60%～70%的水厂采用的仍是第一代的水处理工艺，即沉淀消毒法，这一工艺对水源地的水质要求较高。但由于有些地区水质上的先天不足，对水厂的水处理系统提出了更高的要求。膜-生物反应器（MBR）等膜法水处理技术是近年发展起来的新技术，由于具有出水水质优良、装置占地面积小等特点，且膜使用寿命长达10年左右，从目前技术来看，膜技术能够非常有效的提高水的生物安全性，例如超滤膜，孔径有几十纳米，原则上说可以讲水中间一切微生物截留下来，使得水的安全性大大提高一步，在污水处理与回用中有很好的应用前景。目前，加拿大泽能环保工程公司生产制造浸没式超滤膜，已经达到了世界领先水平。

“膜”法水处理工艺就是利用天然矿石、超滤技术、反渗透技术等多道物理过滤，实现对自来水的生物与化学污染的多级屏障。其中，反渗透膜装置是该处理工艺的核心部分。经反渗透膜的深度处理，能去除水源中绝大部分无机盐、重金属离子以及有害物质，使水质达到生活饮用水标准。如杭州湾新区航丰自来水厂航丰公司投入9000多万元建设了一期5万t供水项目，其中第三代水处理工艺——“膜”法水处理工艺的设备投入就花掉了5000多万元，这一投入是普通5万t水厂项目投入的2倍还要多。为确保供水安全，公司实现了所有设备全自动化控制，可以有效地避免人为操作产生的失误；同时，公司还安装了视频安保系统，一旦有设备出现异常或人为破坏情况产生，系统就会自动报警。自2004年建成投用以来，就受到了许多国内同行的关注，杭州、上海、深圳、北京的同行纷至沓来，向航丰公司学习取经。目前，航丰公司采用“膜”法水处理工艺，水处理达标率连续5年达到100%，并通过慈溪市、宁波市和国家相关水质检测，水质完全符合国家生活饮用水标准。