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微污染水源处理技术研究

2019-10-14李式庆

西部论丛 2019年20期
关键词:深度处理预处理

摘 要:近年来,微污染水源水处理不断涌现出新的问题,探索微污染水源水处理对策和处理技术成为当前研究和实践的重点。本文根据微污染水源水的特点、微污染水源水处理技术的研究以及在微污染水源水处理中的实践,讨论我国微污染水源水处理的措施,并对几种深度处理技术进行简单介绍和评述。

关键词:微污染水源水 预处理 深度处理

1 微污染水源概述

微污染水源水一般是指水体受到有机物污染,部分水质指标超过地表水环境质量标准的(GB3838-2002)III 类水体标准的水体[1],常规的处理工艺(混凝→沉淀→过滤→消毒) 不能有效去除微污染水源水中的氨氮、有机物等污染物,而且液氯很容易与原水中腐殖质结合产生消毒副产物(DBPs),将直接对饮用者的身体健康造成威胁[2-3]。微污染水源水中的有机物可以分为人工合成有机化合物(SOC)和天然有机物(NOM)两类[4]。微污染水源水中的有机物浓度较低,可同化有机物质影响管网的稳定,引起细菌繁殖,导致疾病传播;常规水处理过程中加微污染水源水主要污染指标为总磷和总氮因此水源水质的恶化就势必要求投加大量的混凝剂,大大增加制水成本;另外由于水中微量有机污染物在传统净水工艺中没有良好的去除效果,甚至还有可能导致水质毒理学安全性下降,出水氯化后的致突变活性有所增加,会对人体健康造成危害。

2 微污染水源预处理技术

2.1 生物预处理技术。污水处理过程中常用生物法去除悬浮的和溶解性的有机物,不仅有效而且经济实惠。有机物和氨的生物氧化,配水系统中使微生物繁殖的有效基质可以降低,减少嗅味,形成氯化有机物的前体物得到降低,以及延长后续过滤和活性炭吸附等物化处理的使用容量和周期。微污染源水生物预处理工艺是把填料作为生物载体,曝气充氧的条件下微生物得到生长繁殖,并富集在填料的表面上形成生物膜,使氮氨被氧化或转化成高价形态的硝氮,同时有溶解性的有机污染物与生物膜接触的过程中被吸附、分解和氧化。从流程上看,工艺的核心部分是生物处理池。有机物的氧化和分解以及氨氮的降解都在生物池内完成,微生物在新陈代谢过程中所需要的大量氧气由鼓风机通过曝气管网提供。生物处理池中微生物死亡脱落后,和微污染源水中的悬浮泥砂胶积成团,在沉池中自然沉降,水体再次得到沉淀处理。

2.2 化学氧化预处理技术。化学氧化预处理技术是指在原水中加入强氧化剂,通过利用强氧化剂的氧化能力,去除水中的有机污染物,提高混凝沉淀效果。常用的氧化剂有臭氧、氯气、过氧化氢、高锰酸钾等。其中最常用的强氧化剂是氯气,但水中有机物与氯气反应生成三致物质三卤甲烷。臭氧能氧化有机物,从而去除水中的颜色、气味。过氧化氢直接氧化水中的有机污染物,并且本身只含有H、O两种元素,因此使用时不会引入杂质,与有机物作用温和,水处理中分解速度很慢,可保证较长时间的残留消毒作用,同时还可作为脱氯剂,不会产生卤代烃。高锰酸钾是一种较强的氧化剂。高锰酸钾复合剂预氧化助凝可显著节省混凝剂药耗提高水质。

2.3 吸附预处理技术。吸附预处理技术仍存在回收再利用的问题,如果投加的吸附剂不能实现有效地利用,必定增加工艺运行的费用,同时增大系统的排泥量。吸附预处理技术常用的吸附剂有活性炭、粘土等。活性炭吸附是去除水中有机物的最有效途径,而且可使致突变活性从阳性转为阴性。粘土类吸附剂货源充足,价格便宜,但把大量粘土投入混凝剂中,会增加沉淀池的排泥量,造成生产运行中一些不必要的困难。另有报道表明,沸石、活化硅藻土也是很好的吸附剂,对水中有机物有良好的吸附效果。

3 深度处理技术

深度处理是在常规处理工艺以后,采用适当的方法,把常规处理工艺中不能有效去除的污染物或着消毒副产物的前驱物加以去除,从而保证和提高水质。

3.1 膜分离技术。膜分离中的超滤、微滤、纳滤、反渗透所组成的水处理方法,对去除水中微米级的颗粒要比常规水处理技术中过滤能力强,能够有效去除水中的悬浮物、细菌、病毒、农药、有机物、无机物和溶解气体等杂质,符合不断提高的饮用水水质要求。膜分离技术也是21世纪饮用水净化的优选技术,发达国家自来水制造主要的新工艺就是膜分离技术。采用膜法工艺生产自来水的优点是减少处理过程中化学药剂的投加量,操作易自动化,可大幅降低有机物含量,出水水质稳定。

3.2 臭氧活性炭联用深度处理技术。此技术采取先臭氧氧化后活性炭吸附,在活性炭吸附过程中又继续氧化的方法,此法可以使活性炭充分发挥吸附作用。炭层中投加臭氧,可改变其分子结构形态,使水中的大分子转化为小分子,提供了有机物进入较小孔隙的可能性,继而大孔内与炭表面的有机物得到氧化分解,使活性炭可以充分吸附未被氧化的有机物,从而达到深度净化水质目的。但是此处理技术在臭氧破坏某些有机物结构的同时可能产生一些带毒副作用的中间产物。

3.3 生物活性炭深度处理技术。生物活性炭深度处理技术是利用生长在活性炭上的微生物的生物氧化作用达到去除污染物的目的。生物活性炭深度处理技术利用微生物的氧化作用增加水中溶解性有机物的去除效率,延长活性炭的再生周期;同时,水中的氨氮被微生物转化为硝酸盐,减少了消毒环节氯气的投加量,从而降低了三卤甲烷等“三致物质”的生成量。

小 结

目前,人们日益重视饮用水的安全问题,标准也日益严格,微污染水源水的处理不能局限于常规处理工艺,必须有所突破以实现人们对饮水安全性的需求。常规处理工艺的技术成熟,而深度处理能够有效去除常规工艺不能去除的有机物和消毒副产物,因此常规处理工艺与深度处理工艺相结合就能够有效提高和保障饮用水水质,该技术受到广泛关注和发展,并具有广阔应用前景。目前国内很多水厂采用了在原有工艺基础上增加深度处理工艺的方法来提升处理水水质,常规处理工艺与深度处理技术相结合仍会是未来几年给水处理厂进行工艺升级改造的重要支撑技术。

参考文献

[1] 何斐,李磊,徐炎华.微污染水源水处理技术研究进展[J].安徽农业科学,2008,36(11): 4672-4673.

[2] Tung HH, Xie YF. Association between haloacetic aciddegradation and heterotrophic bacteria in water distributionsystems[J].Water Research,2009,43(4):971-978.

[3] Schenck K, Sivaganesan M, Rice G. Correlation of water qualityparameters with mutagenicity of chlorinated drinking watersamples[J]. Journal of Toxicology and Environmental Health-PartA-Current Issues, 2009,72(7):461-467.

[4] 陳威,朱雷,梁华杰.强化混凝法去除微污染原水有机物的研究与发展[J].国外建材科技,2005,26(6):33-35.

作者简介:李式庆,工作单位:山东省青州市永昌公用事业管理有限公司  职称:助理工程师  研究方向:环境工程

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