给水厂水质净化技术探讨

张裕丰

（上海城投原水有限公司黄浦江原水厂，上海201114）

1 引言

在过去城市化还不像现在这么发达的时候，工业对于水质的污染规模还不是很大，通常对于饮用水的处理只需要经过一些简单的工序后就可以饮用。但是随着工业越来越发达，工业污染的面积越来越大，污染程度也越来越深，这对于饮用水处理工序的要求也不断提高。在对原水进行预处理以及进行常规工艺处理后，再进行深度处理，这是很多水厂目前所采用的工序。

2 常规净水工艺

常规净水工艺主要是去除水中的悬浮物和胶体物等，这些工序所需要的技术通常有混凝、沉淀、过滤和消毒等。我国绝大多数的水厂通常都使用这些常规净水工艺。

2.1 混凝

混凝的主要作用是将水中的杂质聚集在一起，这样有利于杂质的快速沉降。虽然通过自然的沉淀就可以让大多数的悬浮物沉降，但是这却是个缓慢的过程，所以只进行自然沉淀是不太可行的，这就需要进行混凝处理。在传统技术中，混凝阶段的主要作用是去除水中的悬浮物，而对于这个过程的主要评价指标就是水的浊度。但随着浊度的降低,吸附于浊质的有机物以及溶解度较低的有机物也可相应去除的。

2.2 沉淀

水中的较大颗粒物可以因为重力的作用进行分离，而对于小于20μm的胶体却不能通过沉淀法进行去除，需要经过混凝处理令颗粒尺寸变大，才能继续沉淀。当杂质比重小的时候还可以采用气浮的方法，并且气泡越多越均匀，气浮效果也就越好。无论是沉淀还是气浮去除杂质的效果都和水流的状态有关。水流慢，扰动小，沉淀的效果也就好。另外，沉淀或者气浮的效果还与沉淀的深度有关，沉淀深度越大，所需时间也就越长，所以浅池的效果往往会更好，这就是浅池原理。所以人们根据这个原理发明了斜管沉淀池，这种新的沉淀池既可以缩小沉淀距离，又可以减少水流搅动。

2.3 过滤

在经过混凝和沉淀这两道工序后，水的浊度也大大降低，但仍然没有达到可饮用的标准，要进一步降低浊度就要进行过滤。过滤一般是让水通过具有孔隙的粒状料层，留下或者吸附水中的杂质，从而净化水质。过滤不仅会降低浊度，很多细菌也会被去除。而残留的细菌和病毒等会因为失去保护而呈现裸露状态，这就会节省很多步骤。

2.4 消毒

消毒是水处理中的一道重要工艺，它的作用是消除水中那些致病的微生物[1]，并且防止传染病通过水进行传播。消毒工艺中可以使用的消毒剂有很多种类。本文主要介绍的是次氯酸钠。次氯酸钠作为一种用途十分广泛的强氧化剂，杀菌效果非常明显，并且相对于氯气等气体消毒剂，它更加容易溶于水，而且更加容易计算用量，同时液体相对于气体更加容易存储也更加安全，所以是一种较为安全的消毒方式。近年来，越来越多的自来水厂开始选择使用更加安全的次氯酸钠消毒液。

次氯酸钠和氯气的效果相差不大，都是强力灭菌药剂。次氯酸钠的优点主要有：可以精准投加，并且次氯酸钠溶液的消耗量相对较少，操作安全方便；使用次氯酸钠消毒的网管余氯衰减比较慢，并且更具有持续消毒的能力；次氯酸钠更加安全，就算泄露也不会危害人体安全，也不会产生有害副产物；次氯酸钠不会与水反应形成类似盐酸的产物，对管道产生腐蚀，而且次氯酸钠还更方便运输，原料也容易取得。同样次氯酸钠也存在一些不足，例如它的使用成本较高；对于用量没有严格标准；其质量没有的得到有效保证等。

3 预处理

预处理是根据传统工艺中所存在的缺陷，对技术进行改进和强化。采用一定的物理或者化学方法可以去除一些常规工序不能去除的污染物，并且有着很好的效果，还减轻了常规处理和深度处理的一些负担。下面介绍了几种常见的预处理技术。

3.1 化学氧化法

化学氧化法是向原水中加入强氧化剂，凭借氧化能力来去除水中的一些有机污染物，这样不仅会减轻后续水处理工艺的负担，还可以在一定程度上改善水质。在氧化的过程中，氧化剂会和水中的多种成分产生作用，而且在去除有机污染物的时候，也会有一些副产物产生。

3.2 生物氧化法

在常规净水工艺之前增加一步生物处理工艺，凭借微生物的新陈代谢等活动对水中的有机污染物和一些无机污染物进行第一步净化，改变水的混凝效果，给常规处理和后续深度处理减轻一些负担，这就是生物氧化法。生物氧化的效果和水温有很大关系，在水温较高时，生物活性相对也就较高，处理效果也就更好，所以这种生物氧化法普遍在南方应用。

4 深度处理

越来越多的人注重个人的身体养护，对衣食住行都有着严格的要求，所以人们对于饮用水的质量要求也愈加严苛，再加上水源受污染程度逐渐加深，深度处理将会成自来水厂所必备的处理设施，也会更加的常规化。深度处理的主要目的是更进一步地去除在常规处理后水中残存的微量有机污染物，这样可以提高水的品质，更加有利于人体健康。

4.1 活性炭吸附

活性炭具有较强的吸附能力，因为它的表面有许多孔隙，能够更好地吸附水中含有的腐殖质、有机物以及其他有害物质，同时也能够降低水的色度和耗氧量等指标，让水喝起来口感更好也更加安全。在水处理过程中，污水需要和吸附剂接触时间都和吸附速度有关。而活性炭的吸附能力的大小和活性炭本身孔隙的大小和结构有直接关系。一般都是颗粒越小，孔隙的扩散速度就越快，活性炭的吸附能力也就越强，所以活性炭是水处理中的重要一环。但是如果只是简单地使用活性炭进行吸附，只是把被吸附的物质聚集在活性炭里面，但这些物质并没有被去除，所以活性炭在吸附一段时间后，就会达到它的饱和度不能继续进行吸附。虽然失效的活性炭还可以再生，但是再生需要复杂的设备和烦琐的操作，会带来昂贵的费用，这就使得活性炭吸附技术不能够广泛开展。

4.2 臭氧—生物活性炭

正是因为单纯活性炭吸附所存在的一些缺点，臭氧—生物活性炭就此诞生了，臭氧—生物活性炭就是在炭滤池前加入臭氧，通过臭氧和微生物一起分解吸附在活性炭上的那些有机物，这样可以保证活性炭在长期内保持活性，有效降低活性炭的再生频率。活性炭起着双重作用，第一，它是具有高吸附性，能够吸附水中的多数污染物质；第二它同时也是生物载体，作为生物载体给微生物的附着和生长创造了一定的条件。

5 结语

面对水污染的范围不断扩大和程度不断加深的情况，再加上人们对饮用水水质的要求不断提高，过去的那些常规的混凝、沉淀、过滤和消毒的一般净水技术已经无法完全解决水源不断恶化的问题，所以必须要在现有的常规处理技术的基础之上，发展新工艺来解决问题。预处理和深度处理技术的使用可以有效去除水中所含的有机污染物，同时还减轻了后续工艺的工作量，减少了消毒副产物的生成量，令水厂对水处理的工艺有了新看法。