自来水厂净水处理工艺探析

尹茂想

（山东省巨野县水务局，山东 菏泽 274900）

自来水厂净水处理工艺的研究，是节约水资源、提高自来水质量的关键。目前，城市建设中用水量不断增加，但是自来水厂净水处理依然以传统处理方式为主，加上净水处理设施更新不及时，影响净水处理质量，水环境恶化趋势得不到改善。在这样的发展背景下，必须加大对自来水厂净水处理工艺的重视，以当前自来水厂净水处理工艺为基础，不断进行创新与优化，融入新的处理技术，以提高自来水净水处理质量，增强自来水净水处理能力，改善清洁水源污染现状。

1 自来水厂净水处理工艺意义

自来水厂作为城市生活供水的重要基地，能有效去除源水中的各种杂质，将其转换为健康的生活用水，保证居民用水及时、放心，因此其净水处理能力的增强直接关系到城市居民的日常用水安全。当前，水源污染问题十分严重，自来水厂净水处理压力倍增。尤其是城市化建设中，工业生产废水排放、生活垃圾处理等不够科学，这些都加剧了水污染。水源污染范围扩大要求净水处理工艺进一步优化，以更好地改善水源污染情况。加上城市用水水质要求标准的提高，因此必须积极进行净水处理工艺创新升级，全面处理水污染的同时，进一步提高自来水质量提高[1]。随着科学技术发展与净水处理技术的不断探索，自来水厂可加大对净水处理工艺的研究力度，进一步对悬浮物以及各种杂质的处理进行优化，提高水源污染处理的重视程度，有效改善水源有机污染，积极将传统双阀滤池升级为V型滤池，从而提高自来水处理效率，保障水质安全。

2 水质污染现状

自来水厂净水处理工艺的研究，必须掌握水质污染情况，由此制定具体、有针对性的净水处理计划。水质污染包括水源污染、自来水输送过程中可能出现的二次污染、净水处理不当等导致的污染。

2.1 水源污染

水源污染是水质问题的关键。根据近些年对水源污染的调查发现，我国河流污染率达82%，污染程度存在明显差别，而且其中已经有40%水源不能作为饮用水。统计城市水域情况，近78%无法将其作为饮用水处理对象。不仅如此，受到工业、农业等影响，我国地下水同样污染严重。可见，水源污染治理迫在眉睫，必须提高净水处理手段。有效处理工业废水，防止汽车尾气以及农药等对水源的污染，尤其是其中的苯以及酚等物质，改善重金属水污染情况，这些都是净水处理亟待解决的问题。

2.2 输送过程中的污染

自来水经过自来水厂科学处理后，通过输水管道输送到千家万户。这一过程中如果出现管理不当或其他问题，自来水将会受到再次污染。最常见的二次污染主要集中在输水管网铁锈或滋生的细菌，以及处理不到位所产生的污垢等，这些因素单独存在时对自来水影响有限，但是相互混合下会滋生各种有毒物质，甚至还会致癌。因此，自来水二次污染必须引起重视[2]。

2.3 净水处理工艺不当

净水处理是改善水质的重要手段，我国水源中污染水源所占比例非常大，必须对其进行净水处理，改善水源。实际处理中，净水处理存在一定的局限性，日益严重的污染使得净水处理难度越来越大。虽然净水处理在不断改进，但是整体还是以混凝、沉淀、过滤、消毒为主，针对水源污染中微生物污染、重金属污染等，常规水处理工艺已经无法保证水源净化处理安全，在此基础上还要进一步升级净水处理工艺，以此取得更理想的净水处理效果[3]。

3 自来水厂净水处理工艺

3.1 预氧化处理

自来水厂净水处理中，预氧化处理是常用的处理方式之一。预氧化处理是对传统净水处理的升级，首先通过氧化剂将水中的无机颗粒表面破坏，打破有机物的防护后，无机颗粒稳定性受到影响出现波动，最后得到有效处理。预氧化处理中，最早的氧化剂为氯，但是在实际应用中会产生氯化副产物，因此应用上存在局限性。随后引入高锰酸钾，将其投入受污染水源中。实验研究发现，高锰酸钾能够有效处理污染水中的有机污染物，去除氯化处理中的副产物，助凝效果非常好，还具有除臭等作用，能提高水源净化处理能力，降低多环芳烃等的含量[4]。作为强氧化剂类型，高锰酸钾预氧化处理，特别是对低温低浊的水源，除污染作用显著。使用高锰酸钾作为预氧化处理手段，能在很大程度上将腐殖质造成的气味以及颜色变化消除，并还原锰，整体而言净水处理效果强于氯化剂。

3.2 活性炭吸附法

活性炭吸附功能离不开其本身的活性炭纤维，主要材料为活性炭，其属于多空介质，能够有效吸附水源中的有机污染物，同时还具有除色度的功效，改善水源浑浊情况，在一定程度上减少污水排放与水源污染，有效提高自来水厂净水处理的社会效益与经济效益。活性炭吸附法在很多国家均有应用，能净化水源，改善水质，如果水源中的有机物与活性炭孔径相同，则能激发活性炭的吸附能力，增强有机物去除率。

活性炭常用类型主要包括颗粒活性炭（GAC）、粉末活性炭（PAC）、生物活性炭（BAC）。其中颗粒活性炭，净水处理稳定性突出，能有效吸附水中有机物，吸附面积广，有机物去除率高，应用比较广泛[5]。但是在实际应用中，需要消耗较多的基建费用，无法适应突发性污染，存在亚硝酸盐等产生的风险。生物活性炭吸附法处理周期较长，处理效率较高，能在很大程度上改善水质，但是在实际处理中，容易出现阻塞、活性炭微孔处理不到位等现象。

3.3 膜滤法

膜滤法净水处理，主要根据压差理论，将水中的有机物等进行物理分离。膜滤法应用能够将水源中致癌物质有效去除。近些年膜滤法应用越来越普遍，水源净化处理前景广阔。根据相关研究总结发现，膜滤法正常运行时，即便在这期间水质出现变化，依然不会影响其净水处理效果，同样能够将源水中的杂质悉数清除。膜滤法包括超滤、微滤，对水源中的细菌以及胶体处理最理想。但是膜滤法在处理有机物方面效果不是很理想，对盐类处理效果一般。

膜滤法净水处理不需要过多的成本，非常适用于小型净水处理工程，处理效果理想，处理成本合理[6]。对于单元体积比较小，同时又能够自动化控制的水源，利用纳滤的方式将其中的突变物质去除，改变水源色度，总有机碳去除率达到90%，可生物同化有机碳去除率达到80%。纳滤还具有除菌功效，转变常规化学消毒方式，采用物理消毒。纳滤处理之前，需先对水进行酸化处理，添加防垢剂，这样就可以预防出现离子沉淀，改善膜过滤处理中的颗粒污染，还能够提高有机物的去除与病原菌的处理。这期间需要注意，控制膜过滤压力，要求需控制在0.8～1.0MPa。

膜滤法整体操作较为烦琐，虽然能够有效去除有机物与病原菌，但是同样会影响水源中的阴阳离子，这样的自来水长期饮用会威胁人体健康。针对这种情况，调整反渗透膜的孔径，要求其必须＜2nm，这样就可以将有机物以及微生物等有效去除，同时还能够将水纯净化，转变为工业生产所用半导体超纯水。反渗透膜净水处理方法，虽然处理效果比较好，但是实际应用中技术专业性以及净水处理存在“参差不齐”的现象。纯水只能应用于工业生产，不利于饮用[7]。而且，该处理方法，会遇到过滤膜阻塞现象，导致源水受到再次污染，因此在实际应用中，还需要结合实际情况，采取一系列措施以改善过滤处理不足的情况，如调整过滤膜微孔的空距、增加石英砂过滤器，由此提高自来水厂净水处理效果。

3.4 臭氧氧化

臭氧氧化净水处理，是当前比较常用的净水处理方法。臭氧氧化净水处理原理：在水中臭氧会逐渐转变为羟基自由基，其中间接氧化分解物主要为氨、有机物以及大量微生物，开始反应时有着极快的速度，这使得选择性相对较小。各种酸碱环境中都可保证水中的有机物快速氧化成大量无机物，尤其是其中的铁、锰、硫等还原反应物质，还会导致水体色等腐殖质。另外，氧化电位高是臭氧的主要特征，在微生物细胞膜中有着极强的扩散性，并对微生物细胞中存在的有机体进行氧化处理，同时还会损伤有机体链状结构，导致细胞死亡，这就可抑制细菌与藻类的生长，有效改善自来水水质，针对各种生命力较为顽强的微生物也有着较好的抑制性。结合上述臭氧氧化处理，在此基础上将氯消毒剂转换为臭氧同样可以取得较好的效果，不会消耗过多的试剂使用量，作用时间更短，而各种有害物质的形成也会降低，进而提高自来水净水处理质量。

4 结束语

综上所述，自来水厂净水处理工艺关系到自来水厂水质以及居民生活用水安全。随着净水处理工艺多元化发展，膜过滤、预氧化处理、活性炭吸附法等常用的净水处理方法被应用于自来水净水处理，有助于改善水源污染、提高自来水质量。在科学应用净水处理工艺的同时，还要做好管理工作，提高净水处理与水源保护意识，认识到水资源的重要性，由此保护水源安全，减少水源污染，有效处理水源杂质。