自来水厂水处理工艺的研究进展及应用研究

龙腾霄

（桂林市自来水公司，广西 桂林 541003）

自来水厂水处理工艺的研究进展及应用研究

龙腾霄

（桂林市自来水公司，广西 桂林 541003）

近些年，随着工业及农业的快速发展，水环境污染日益严重，自来水厂需要处理的主要污染物变为有机物及氨氮，国家也制定了相应的新的水处理标准。传统的自来水处理工艺处理的水质已达不到相关标准，故亟需研究新的自来水处理工艺。文章主要介绍了自来水厂水处理工艺的研究进展及相关应用，以期为后续的研究者提供理论指导。

自来水厂；水处理；工艺

研究发现，我国的淡水资源为全球的6%，但人均占有量仅为全球平均值的1/4，淡水资源紧张，近些年，随着农业化肥的大量使用，及工业的飞速发展，我国的水环境污染日益严峻，饮用水中的主要污染物变为有机物及氨氮，淡水资源更加紧张。目前，我国常用的水处理工艺还是混凝、沉淀、过滤、氯消毒，该工艺对细菌和浊度等有很好的处理效果，但不能有效去除氨氮及有机物，且氯消毒还会产生对人体有害的消毒副产物。我国现在仍有很多人处在饮用不洁水的危险中，研究发现，饮用不洁水会严重危害人体的身心健康。研究发现，水污染与恶性肿瘤、女性疾病、婴儿畸形等疾病都有直接或间接的关联，每天全球大约有6000个小孩因为饮用不洁水而死亡。随着人们生活质量的提高，饮用水的水质安全已成为人们的关注热点，因此需要研发新的自来水厂水处理工艺，使人们喝上安全健康的饮用水。

1 水处理工艺

通过总结发现，研究者研发的新工艺可总结分类为预处理、强化常规处理及深度处理三个部分。

1.1 强化常规处理

顾名思义，强化常规处理就是在传统水处理工艺的基础上，对相关部分进行进一步强化，可相应分为强化混凝、强化沉淀、强化过滤及强化消毒。其中，可通过投加粉末活性炭、调节pH值、增加混凝剂的量等方法进行强化混凝；可通过使用新型絮凝剂等方法进行强化沉淀；可通过使用新型滤料滤池进行强化过滤；可通过使用新型消毒剂进行强化消毒。目前，国内也有相关的研究和应用。

1.2 深度处理

（1）臭氧——活性炭技术。臭氧——活性炭技术开始于1961年，是目前世界上最先进的饮用水深度处理技术，它将臭氧技术和活性炭技术有机结合。首先利用臭氧的强氧化性对自来水进行预氧化，将水中的有机物高效快速的还原成小分子有机物，降低后续滤池的有机负荷，然后在水中投加活性炭，利用活性炭的微孔吸附作用对水中有机物等进行有效的去除。董艳红等利用臭氧——活性炭中试工艺处理松花江微污染水进行相关研究，结果发现臭氧活性炭除了有深度处理的作用，还节省混凝剂投加量，起到助凝作用。使出水水质即使在冬天浊度依然达标；袁志彬等通过小试发现经过生物——活性炭技术可以去除70%～90%的氨氮及40%～50%的CODmn。王占金等人的研究发现，臭氧——生物活性炭技术可以有效去除消毒副产物，且臭氧对卤乙酸及三卤甲烷前驱物的去除率高，生物活性炭只可有效去除卤乙酸前驱物。根据相关的西方国家统计的水厂资料发现，臭氧——活性炭技术对有机物的处理能力高出单独使用活性炭的10倍或更甚，且该技术的活性炭使用寿命也比单独使用活性炭要高，差不多是6倍的关系。臭氧活性炭技术也存在的不足，如若自来水中含有溴离子，经该技术处理后会生成致癌的消毒副产物，严重影响人类的身心健康。对这个难题的攻克是研究者研究的一个热点。

目前为止，臭氧——活性炭工艺已经在国外自来水厂得到大量应用。日本的村野净水厂和北故净水厂、美国的海斯明水厂、英国的氏吉威林水厂及德国的慕尼黑多奈水厂等都是很成功的实用案例。我国近些年来，已经研制出低于其他国家成本的优质高效活性炭，并且也有了不少应用，如北京的第九水厂和田村山水厂、昆明水厂及上海周家渡水厂等。

（2）膜分离技术。根据两相间浓度、压力和电位的不同，膜分离技术可以利用选择性透过膜可将污染物和水进行有效分离。该技术依据分离膜孔径分为反渗透技术、纳滤技术、超滤技术及微滤技术。总体来说膜分离技术可以实现自动化、占地面积小、投药量少甚至没有，等等，具有光明的应用前景。

由于反渗透膜孔径小，只允许水分子通过，几乎能分离出一切细菌、悬浮物及有机物。李绍峰等通过研究发现，反渗透膜可以去除76%～87%的AOC及93%甚至更高的TOC。但由于其也将人体生长必须的微量元素及矿物质去除了，故若长期饮用该技术处理的自来水会不利人的身体健康。且反渗透膜还存在一个缺点，即成本高。纳滤膜最适合用于深度处理自来水，它可以在保留部分矿物质的同时对盐类、消毒副产物、蛋白质、细菌、溶解性有机物进行有效去除。毕飞等通过试验验证了纳滤膜可以有效去除消毒副产物，并分析了它的作用机理。目前，自来水厂应用最多的是超滤膜，它可以有效去除胶体、悬浮物及几乎所有致病微生物，但对有机物的去除率不高。实际工艺中，会将它与其他工艺联用。目前会将超滤技术与常规工艺联用，常见于老厂改造，该联用技术的出水水质稳定安全。在我国，超滤技术应用不是特别广泛，2005年苏州木渎镇水厂使用超滤技术的水厂，这是我国的首次。但在国外，该技术已在50多家水厂得到应用。微滤膜由于膜孔径是μm级，不太适合自来水厂的单独使用，一般要将它与其它工艺联用。

膜分离工艺虽然有诸多优点，但膜污染一直是研究者的一个难题。若这个难题被攻克，膜分离技术将会在自来水厂得到更广泛的使用。

2 结语

由于传统自来水厂的水处理工艺不能去除现在水源水中含有的大量有机物及氨氮，故研究者研究了大量的新的水处理工艺，总的分为原水预处理、强化常规处理及深度处理三大部分，其中深度处理是最热门的研究方向。目前，深度处理研究最多的是臭氧活性炭技术及膜分离技术。两者在现实中也已经有大量应用。但这两种技术也还存在各自的不足，未来，还需要通过大量研究克服这些难题，使深度处理技术更好地服务饮用水的水质处理，还全民一个健康的饮用水环境。

［1］桑松表，邓慧萍.强化混凝去除饮用水中消毒副产物前驱物（DBPF P）的应用［J］.城镇供水，2007，（3）：14-16.

［2］董艳红，王立军，闫钰，等.臭氧/生物活性炭工艺巧度处理微污染原水中试内［J］.中国给水排水，2013，（9）：45-48.

［3］袁志彬，王占生.臭氧——活性炭工艺在给水处理中的作用研究［J］.工业用水与废水，2005，（1）：1-4.

［4］王占金，于衍真.臭氧生物活性炭工艺去除水源水中有机物的研究进展［J］.江苏化工，2008，（5）：7-10.

［5］李绍峰，刘伟，黄君礼.NF和RO膜用于饮用水处理的研究［J］.南京理工大学学报，2003，27（1）：93-97.

［6］毕飞，陈欢林，高从堦.纳滤膜去除饮用水中微量有机物的研究进展［J］.现代化工，2011，（7）：21-26.

Research Progress and Application of Water Treatment Process in W aterworks

LONG Teng-xiao
（Guilin Water Supply Company，Guilin，Guangxi 541003，China）

In recent years，with the rapid developmentof industry and agriculture，the pollution ofwater environment is becomingmoreandmore serious，themain pollutants thatneed to be treated by thewater plantbecome organicmatterand ammonia nitrogen，and the corresponding new water treatmentstandard has been formulated.Thewater quality treated by traditionalwater treatmentprocess can not reach the relevantstandards.It isurgent to study the new water treatmentprocess.This papermainly introduces the research progressand related application ofwater treatment technology inwater plant，with a view to providing theoreticalguidance for follow-up researchers.

waterplant；water treatment；process

TU991.2

A

2095-980X（2017）05-0033-01

2017-04-23

龙腾霄（1976-），女，广西桂林人，硕士研究生，助理工程师，主要研究方向：环境工程。