水厂预处理及深度处理研究

水厂预处理及深度处理研究

李学新

东莞市清溪粤海水务有限公司第五水厂408013

摘要：随着现代社会的飞速发展，人们对于水的需求量呈快速的递增趋势，水资源稀缺问题成为现代社会严峻的考验。与此同时，工业的快速发展导致水资源遭受到了严重的破坏，为了满足现代社会的用水需求，寻求饮用水的深度净化处理工艺成为业界的重要任务。

关键词：水厂；预处理；深度处理

引言：近年来，我国水污染事件发生的频率逐渐升高。我们所熟知的2005年的哈尔滨市的停水事件，就一度引起人们对用水与水源保护问题的关注。在未来的一段时间内，我国的经济依旧会得到更为迅猛的发展，而水污染的问题如果没有得到一个非常好的治理的话，水污染的事故仍然会频繁爆发，使人民的生命财产安全受到更大的威胁。因此，为了迎合当前发展形势，更好的应对水污染事件，我国的各级供水公司都在积极的出台应对措施，对用水进行预处理与深度处理，从而能够更好的保证水资源的干净与环保，让人民百姓能够饮用到安全干净的水源。

一、水厂对于水资源的预处理

预处理通常指的是在对用水采用常规的处理工艺之前要适当的用物理、化学或者是生物领域的相关处理方法，对残留在水中的污染物进行初级的去除。在预处理的环节中，相关的处理技术有很多种，但是水厂常用的主要是生物预处理技术、化学预氧化技术、粉末活性炭技术。

（1）生物预处理技术

水厂根据水源被污染的一般特性进行研究，可以在水处理的环节利用生物预处理技术对其进行预处理。生物预处理主要指的是对水源进行曝气处理，除去水中存在的氨氮或者是将有机物进行降解，主要的方式是设置氧化池。最早使用此类方式的是日本，首次将接触氧化技术全面的应用在对水资源的预处理的环节上，此法一经使用就使得水中藻类、氨氮、嗅味大幅度的减少，使水厂产出的水能够切实的保障质量。

（2）化学预氧化技术

化学预氧化技术主要是将一些含氯、臭氧或者是高锰酸盐等化学成分的氧化剂放到水里，用来氧化或者是催氧化水中的有机物，或者是改变有机物自身的性质，同时还要减少污染物对常规水处理工艺的不良影响，从而更好的强化常规水处理工艺的处理效能。通过化学预氧化技术主要的目的在于除去水中的污染物或者是为了控制氧化消毒而产生的副产物，最终保证水的质量与饮用的安全性。除此之外，它还能够达到除藻、除嗅、除味、除铁等目的。在水的预处理的过程中，通过氧化剂与水中成分产生的作用，可以切实提高去除污染物的效率，但是要注意的是用氧化剂对水进行预处理的时候会给水本身造成一定的影响，因此要注意氧化剂的选用。目前能够在的预处理环节充当氧化剂的主要有臭氧、氯、二氧化氯或者是高锰酸盐等。

（3）粉末活性炭技术

粉末活性炭技术主要是指在水的预处理环节，将粉末活性炭投入到水中，粉末活性炭可以自主的吸附水中的有机物，之后通过混凝沉淀对有机物进行去除，此类技术可以有效的改变水自身的色嗅味，而且对相对分子量大约在1000-5000之间的有机物的去除有非常好的效果，但是某些有机物由于相对分子质量较小，吸附的效果会随着有机物自身性质的不同而产生较大的差别。粉末活性炭在投加的时候主要分为两种，分别是干式投加与湿式投加两种。干式投加主要是采用干式投加机进行投加，而湿式投加主要是采用同计量泵进行投加。一般情况下，为了使净化效果更佳且不污染环境，大都采用湿式投加法。

粉末活性炭相比颗粒状活性炭来讲，具有基建较少、投资较少、使用灵活且管理方便等特点，非常能够适应在污染高峰期使用。因为在水源污染严重的时期，可以将粉末活性炭作为应急措施，从而取得非常好的净化作用。而且将粉末活性炭同硅藻土或者是高锰酸钾等化学产品混合使用，不仅可以节省粉末活性炭的投加量，还能够起到更为显著的处理效果。

二、水厂对与水资源的深度处理

水厂在对用水进行处理的时候，除了要进行预处理与常规处理之后，还要对水进行深度处理，这样才能够对一些微量杂质做到更好的处理。深度处理技术在近几年的发展中，逐渐衍生了多种处理技术，主要的深度处理技术在于：

（1）活性炭吸附

活性炭从自身的性质上讲，它属于非极性吸附剂，在水中对一些非极性或者是弱极性的有机物会产生非常强大的吸附能力。而它去除的物质主要是有机物、微生物、余氯、重金属离子等。但是要想在深处理的环节使用此类技术，务必要与膜过滤或者是离子交换器同时使用，这样不仅能够起到非常好的处理效果，而且还会对使用的设备起到一个非常好的护理作用。

（2）离子交换技术

在对水进行深度处理的时候，为了降低水的硬度，要采用钠离子交换系统与电渗析、钠离子交换系统与弱酸氢、钠离子串联系统三种，通过这三种系统可以将水中的阴离子与阳离子进行交换，从而去除水中的钙离子与镁离子，最终达到弱化的效果。

（3）电渗析技术

此技术主要指的是通过外加直流电的作用，通过离子交换膜自身的选择透过性，让水中的阴阳离子进行定向迁移的运动，从而使离子在水中分离，其主要的目的在于将水中的盐脱出。但是此种技术需要的设备体积较大，而且管理的费用与维护的要求较高。

（4）电吸附技术

电吸附处理技术主要指的是利用带电电极表面的作用，在水中去吸附离子或者是带电粒子，从而使得水中的溶解盐或者是其他的带电物质，在电极的表面进行富集与浓缩，最终达到水的净化或者是水的淡化的新型处理技术。

（5）微滤膜处理技术

微滤膜，筛型精滤介质，又称微滤孔膜。主要的工作原理在于通过滤膜的表面在水中充分的截留住细微颗粒或者是污染物，从而达到深度净化、分离还有浓缩的目的。微滤膜一般都是有纤维素、无机材料或者是高分子聚合材料支撑的多孔式过滤介质，材料的本身会具有一定的刚性与均匀性。利用微滤膜进行过滤，达到的效果通常都会是从粗糙的相对性质过滤到精密的绝对性质，此类技术可以分为表面型与深层型两种。

（6）超滤技术

这是一种较为成熟的膜分离技术，它能够使水的溶液达到净化、分离与浓缩的效果。超滤技术主要是介于微滤与纳滤二者之间的一种膜过程，超滤膜的膜孔孔径范围大概在0.05μm-1nm之间。超滤技术的应用主要是将大分子物质与胶体从溶液当中分离出来，其分离的机理大都是要靠物理筛分或者是迁移的作用，让小分子的物质可以透过超滤膜，但是大分子的物质要被阻隔在膜外，它可以将水中细菌与病毒或者是大分子颗粒进行去除，但是此法不能够脱盐。

三、水处理工艺设计

（1）常规水处理工艺

常规水处理工艺是指根据原水情况考虑加入助滤剂提高去除率，降低出水浑浊度，提高滤池的处理能力，如果水质不稳定，可投放水质稳定剂，使水质达到要求。

（2）强化常规水处理

进一步降低原水浑浊度，一定程度清除原水中有机物。强化常规水处理工艺通过强化混凝和强化过滤措施降低浑浊度，强化有机物的处理能力。

（3）预处理

（1）生物预处理。

主要用于微污染原水处理，微污染原水和废水生物可处理性相近。生物预处理方法主要有生物膜法和生物流化床等。常规水处理工艺能够保证饮用水水质，但是不能清除原水中的天然有机物和微量有机污染物，使用生物预处理能够清理常规处理无法清理的污染物，包括氨氮、有机物和溶解性生物可降解有机物等。

①化学预处理。

化学预处理在给水处理工艺前端投放化学氧化剂对处理效果进行强化，目前常用给水处理氧化剂主要有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等，由于氯气对人身危害很大，已经逐渐被淘汰。臭氧化学性质不稳定，有着强烈的氧化性，能够直接氧化水中有机物，破坏有机物不饱和键，增加有机物极性和可生化性，并能够生成一些副产物，包括有机酸、醛、酮等，可以有效氧化水中的铁离子、锰离子等氧化困难的离子，同样可以氧化水中硝酸盐，是良好的杀菌剂和除臭剂，但是臭氧会和溴化物生成有害副产物，溴离子浓度很高时不适用。过氧化氢是淡蓝色粘稠液体，在微污染原水中投放能够有效清除COD。

（4）深度处理

深度处理主要使用活性炭、膜处理、光氧化等方案。

①活性炭吸附。

活性炭是一种处理常规工艺难以处理有机物问题的成熟技术。活性炭的吸附效果主要受到孔径特点和有机特征两方面的影响，活性炭大孔吸附能力微弱，微孔是吸附有机物的关键。有机物的极性以及分子尺寸、溶解度和亲水性同样会影响活性炭吸附效果。但是活性炭吸附对于三氯甲烷的吸附能力不理想。

②臭氧-生物活性炭技术。

在活性炭过滤之前投放臭氧，并在臭氧接触反应池中使用臭氧氧化降解水中有机物，坚减轻活性炭滤床有机负荷，提高低量活性炭处理平衡能力，并使用臭氧难降解大分子有机物，转化无法生物降解有机物为可生物降解有机物，并通过臭氧使活性炭滤床达到富氧状态，活性炭表面生成的生物群落提高了活性炭吸附有机物的能力，延长了使用寿命。臭氧活性炭联用有效提高了出水水质，活性炭再生周期得到了延长。

③膜法处理技术。

对比常规处理工艺，膜技术需要投入的化学药剂更少，占地面积更小，自动化程度更高，常见压力推动力膜分离及时主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等方法。膜分离提供的水质稳定，但是目前膜分离技术不成熟，成本偏高，大规模应用还存在困难。

结束语

综合我国水质管理的具体情况可以知道，虽然我国的水厂在对水质进行综合整治已经取得一定的成果，但是水污染的事件在我国依然存在。因此，我国的水厂应当切实的对用水进行过滤与净化的处理，要在预处理与深度处理的环节加大监管的力度，运用社会上最为先进的水质处理技术对用水进行处理从而达到净化的标准，使我国居民的用水能够得到真正的保障。

参考文献：

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[2]郝云.原水预处理与深度处理项目提出的背景及意义2013.5

[3]孙瑞萍.水厂深度处理工艺选择及应用研究2014.7