一級(jí)建造師輔導(dǎo)：強(qiáng)化常規(guī)水處理技術(shù)

　　常規(guī)水處理是我國凈水工藝最常采用的工藝，它通常包括有兩層含義：其一是指被處理原水在水溫、濁度（含沙量）以及污染物含量方面均在常見的范圍內(nèi)；另一層含義是指所采用的處理工藝僅限于混凝、沉淀、過濾和消毒。因此，我們可以這樣定義，常規(guī)水處理工藝系指對(duì)一般濁度的原水采用混凝、沉淀、過濾、消毒的凈水過程，以去除濁度、色度和細(xì)菌、病毒為主的處理工藝。盡管常規(guī)水處理工藝有其一定的局限，但仍是給水處理中最常用和最基本的處理方法。但它常有一定的局限性，如水中的有機(jī)物，它通常是消毒副產(chǎn)物的前體，對(duì)水質(zhì)的安全性有很大影響，但常規(guī)水處理難以達(dá)到另人滿意的效果；再者，隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展和城市化的加速，飲用水水源的的污染程度加大，用常規(guī)水處理方法難以生產(chǎn)出符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水，供水有異味、異臭、口感不適等現(xiàn)象。因此，針對(duì)此問題，很多老師提出很多方案，如增加水的處理深度等，但這些方案投資大，制水成本高，因此，相比之下，強(qiáng)化常規(guī)水處理技術(shù)在滿足科學(xué)合理的基礎(chǔ)上，則顯得更為經(jīng)濟(jì)。
　　所謂的“強(qiáng)化常規(guī)水處理工藝”就是在基本維持原有常規(guī)處理構(gòu)筑物不變的情況下，通過強(qiáng)化混凝和強(qiáng)化過濾等措施，在除濁的同時(shí)增加對(duì)有機(jī)物的去除。它通常具有投資省，不需改造新的構(gòu)筑物，不占地以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，更適合對(duì)原由系統(tǒng)的改造。而且采用強(qiáng)化常規(guī)水處理技術(shù)處理后的出水水質(zhì)較常規(guī)水處理的水質(zhì)好，尤其是對(duì)有機(jī)物的去除效果，更是優(yōu)于常規(guī)水處理。下表是兩種工藝的去除效果比較。
　　采用強(qiáng)化常規(guī)水處理技術(shù)是提高水質(zhì)的一個(gè)較為理想的選擇。
　　強(qiáng)化常規(guī)水處理工藝通常采用的即是強(qiáng)化混凝和強(qiáng)化過濾技術(shù)，因此，下面將從這兩個(gè)方面加以敘述。
　　1.強(qiáng)化混凝
　　常規(guī)處理過程包括混凝、沉淀、過濾、消毒等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)相關(guān)聯(lián)，前一環(huán)節(jié)的效果影響并制約著后續(xù)環(huán)節(jié)的處理效果，由此推斷，混凝處理應(yīng)是這些處理過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或主要矛盾，它是第一生產(chǎn)工序，同時(shí)也是整個(gè)水處理的基礎(chǔ)，因此要提高生活飲用水的水質(zhì)，就必須重視混凝處理。強(qiáng)化混凝則即是加強(qiáng)混凝處理的一種工藝方法。所謂的“強(qiáng)化混凝”是指向水中投加過量的混凝劑并控制一定的pＨ值，從而提高常規(guī)處理中天然有機(jī)物（NOM ）去除效果，最大限度地去除消毒副產(chǎn)物的前體物（DBPFP ），保證飲用水消毒副產(chǎn)物符合飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的方法。決定混凝效果極其應(yīng)用的關(guān)鍵因素是混凝劑和水體自身的特性，如混凝劑的劑量，類型；而水體特性包括pＨ，堿度等。
　　1.1混凝劑
　　1.1.1混凝劑的類型
　　通常自來水廠選擇混凝劑應(yīng)遵循的基本原則是：源水經(jīng)所選混凝劑處理和凈化后，其自來水水質(zhì)應(yīng)最好。因此，所選混凝劑首先必須符合衛(wèi)生質(zhì)量要求，不造成二次污染；懷混凝劑的處理性能要好。因此，強(qiáng)化混凝就必須重視混凝劑的選擇。通常認(rèn)為去除天然有機(jī)物時(shí)，鐵鹽的混凝效果比鋁鹽好，而且可避免鋁鹽造成二次污染的問題的發(fā)生。高分子混凝劑單獨(dú)作為混凝劑時(shí)，它的效果不如鐵鹽，因?yàn)樗荒苡行コ芙庑杂袡C(jī)物，但當(dāng)被用作助凝劑時(shí)，則可發(fā)揮其提高固液分離的功能，有效提高總有機(jī)碳的去除率。在美國７個(gè)用F ecl 3和明礬進(jìn)行強(qiáng)化混凝的水處理系統(tǒng)中，實(shí)踐表明：Fecl 3在強(qiáng)化混凝中，比明礬和PAcl 均有較好的TOC 去除率。無機(jī)混凝劑在有機(jī)物的混凝方面，優(yōu)于合成有機(jī)聚合物。
　　1.1.2混凝劑的劑量
　　許多研究者發(fā)現(xiàn)，在腐殖酸和富里酸與混凝劑之間存在（化學(xué)）計(jì)量關(guān)系。因此，混凝劑用量的多少將對(duì)總的NOM 去除有直接影響。
　　1.2水體本身特性
　　1.2.1水的pH 值
　　pH對(duì)有機(jī)物去除效果的影響，主要是由于氫離子與金屬離子水解產(chǎn)物對(duì)有機(jī)配位體的競爭或者羥基與有機(jī)陰離子對(duì)金屬離子水解產(chǎn)物的競爭造成。在較低的pH下，有機(jī)物質(zhì)子化程度增加，因而減少了混凝劑的需求量，混凝劑水解后的形態(tài)帶更多的正電，這樣，便利于吸附，所需求的混凝劑量也減少；另外，可能電性中和和吸附其沉淀機(jī)理得以加強(qiáng)，腐殖酸和富里酸聚合體的沉淀作用減弱。因此，通常認(rèn)為，通過混凝去除NOM的最佳pH范圍是在５～６之間。
　　1.2.2水的堿度
　　堿度對(duì)去除有機(jī)物是一個(gè)重要參數(shù)。水中堿度高，投加同樣量混凝劑對(duì)pH影響小，要使混凝劑達(dá)到最佳去除有機(jī)物的pH，需要大量增加混凝劑投加量。因此，當(dāng)水中堿度高時(shí)，就需要考慮用酸來調(diào)整水的pH值。
　　1.2.3原水水質(zhì)
　　原水水質(zhì)對(duì)混凝效果的影響很大，當(dāng)原水中的有機(jī)物主要由有機(jī)顆粒和大分子有機(jī)物組成時(shí)，混凝可以有效地去除水中的TOC.水源水的腐殖質(zhì)含量極大地影響到TOC的降低。
　　1.3強(qiáng)化混凝的方法
　　因此，綜上所述，強(qiáng)化混凝的主要方法有：
　?。保┗炷齽┑耐都恿?，使有機(jī)物的水化殼壓縮，水解的陽離子與有機(jī)物陰離子電中和，消除由于有機(jī)物對(duì)無機(jī)膠體的影響，從而使無機(jī)膠體脫穩(wěn)。不同的水質(zhì)對(duì)混凝劑用量的要求不同，混凝劑對(duì)水中大分子有機(jī)物和增水性有機(jī)物有較好效果。
　?。玻┱{(diào)整pH值。水的pH值對(duì)有機(jī)物去除影響明顯。當(dāng)原水pH值較高時(shí)，可通過加酸來降低pH值，一般有機(jī)物較多時(shí)，pH調(diào)整到５～６效果較好。加酸一般加在混凝劑投加前，以促使混凝劑水解形成高價(jià)正電荷。
　?。常┩都有跄齽?，增加吸附、架橋作用，使有機(jī)物易被絮體粘附而下沉。
　?。矗┩晟苹旌稀⑿跄仍O(shè)施，從水力條件上加以改進(jìn)，使混凝劑能充分發(fā)揮作用，也是強(qiáng)化混凝的一個(gè)措施。

　　2.強(qiáng)化過濾
　　在常規(guī)水處理過程中，過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過程。到目前為止，過濾仍是以地表水為水源的凈水廠凈化工藝中十分重要和必要的處理手段，其主要目的是去除水中濁度和細(xì)菌。隨著濁度的降低，水中有機(jī)物等也可得到相應(yīng)降低，但是其去除程度仍有一定的局限性。因此，為適應(yīng)現(xiàn)在水源水受污染越來越多，氨氮含量偏高的現(xiàn)實(shí)，強(qiáng)化過濾技術(shù)則也顯得十分重要。所謂的“強(qiáng)化過濾”是指通過選擇合適的濾料，采取一定的措施和技術(shù)，使得濾料在去除濁度的同時(shí)、又能降低有機(jī)物，降低氨氮和亞硝酸鹽氮的含量。
　　為了保證濾后水濁度，一方面要加強(qiáng)濾前處理工藝；另一方面，合理的選擇濾層和保證濾料的清潔則是過濾的關(guān)鍵。
　　去除氨氮極其鹽類主要通過生物作用，但多數(shù)快濾池采用了預(yù)加氯，抑制了濾料中生物的生長，因此濾料層沒有發(fā)揮其生物降解作用，濾后水的氨氮將有所降低；另外，１９世紀(jì)初就已出現(xiàn)的慢濾工藝，在此處，則更能突現(xiàn)出它的生物作用。強(qiáng)化過濾即要求在濾料中形成生物膜，既要有亞硝化桿菌，又要有硝化桿菌，使氨氮、亞硝酸鹽氮得到一定去除。
　　2.1強(qiáng)化過濾的方法
　　因此，綜合上述種種因素，通常強(qiáng)化過濾可采用的技術(shù)措施有：
　?。保┻x擇合適的濾料：濾料的表面要有利于細(xì)菌的生長，并具有足夠的比表面積，濾料的粒徑和厚度必須保證濾后水濁度的要求。國外已有這方面的專用濾料，國內(nèi)也正在開發(fā)研究。
　　２）濾料的反沖洗既能有效地沖去積泥，又能保存濾料表面一定的生物膜，其沖洗方法（單水或氣、水反沖）和沖洗強(qiáng)度應(yīng)結(jié)合選用濾料通過試驗(yàn)確定。
　?。常┮筮M(jìn)濾池水有足夠的溶解氧：氨氮的硝化過程需要消耗溶解養(yǎng)，如果原水中溶解氧不足，將影響硝化過程的進(jìn)行，因此，當(dāng)原水溶解氧較低時(shí)，可通過曝氣措施增加溶解氧。
　　４）由于余氯的存在會(huì)抑制細(xì)菌生長，因此不能在濾前進(jìn)行加氯，濾池的反沖洗水也不應(yīng)含余氯。由于取消了預(yù)加氯，為了保證出廠水細(xì)菌指標(biāo)的合格，必須注意濾后水的消毒工藝。
　　５）濾池去除氨氮的效果與溫度有密切關(guān)系。夏季水中飽和溶解氧低，氨氮去除主要受溶解氧控制；冬季水溫低，濾料的生物作用減弱，去除效果明顯降低。
　　3.結(jié)論
　　總之，根據(jù)目前受污染水源越來越多，飲用水的水質(zhì)安全受到威脅的形勢下，采用強(qiáng)化常規(guī)水處理工藝是一種經(jīng)濟(jì)，合理，又較為現(xiàn)實(shí)的一種技術(shù)方法，而其中常采用的則是強(qiáng)化混凝和強(qiáng)化過濾。通過科學(xué)的技術(shù)措施加強(qiáng)混凝和過濾作用，從而可以在常規(guī)凈化工藝的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出更為優(yōu)質(zhì)的水。

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