供水处理技术

摘要：我国水资源缺乏，水污染严重，已经成为经济、社会可持续发展的制约瓶颈。因此有必要将一些微污染水经过化学处理，后引入我们生活用水，解决缺水的问题。目前我国给水处理基本上为加药、混合、沉淀过滤及消毒的常规工艺。而随着人们生活的不断提高，对饮用水质要求越来越高，导致我国给水处理面临巨大挑战，同时一定程度上促进了给水处理的不断发展和完善。
　　关键词：供水处理技术
　　
　　随着经济的迅猛发展，大量未经处理的工业废水和生活污水排入水体，造成水体严重污染，破坏了可利用的水资源。随着我国在技术引进和应用上的不断深入以及国内科技人员的自主研发，国内的供水技术在很多方面已接近世界先进水平。但由于管理、控制和人员素质等方面的原因，供水处理在实际运行过程中常常不能发挥其最大功用，本文主要介绍几种常用的给水处理方法：
　　 1、悬浮物、胶体物的去除
　　悬浮固体包括天然水中原有的以及在使用过程中混入的，或者在处理过程中产生的泥沙、细菌、病毒、藻类以及原生动物孢囊、卵囊等，都是天然水中常见的悬浮固体。悬浮固体的含量基本上可以通过水的浊度和微生物参数反映出来。饮用水处理也基本上也是除悬浮固体的问题。所以浊度和大肠杆菌是饮用水水质的两项极为重要的参数。虽然饮用水中以不存在任何悬浮固体为佳。但在技术上极难达到，所以饮用水的浊度和大肠杆菌类仍然允许出现一定的数值。此程序采用水加药混合进行澄清过滤，降低浊度为主。而对水中无机盐类的阴离子和阳离子，通常采用除盐的方法，即离子交换、电渗析、反渗透才能去除。
　　 2、改善氧化和消毒
　　氧化和消毒是最基本的水处理工艺之一，在给水系统中，氯气和氯的衍生物是目前应用最广泛的消毒剂，但是，随着人们对氯气消毒产生的副产品的研究，发现氯气消毒产生的副产品如氯仿、三卤甲烷等被认为是致癌物质或潜在致癌物质。氯气消毒工艺对人体健康的潜在危害受到人们的关注，所以寻找新的适用于给水系统的消毒工艺就显得非常迫切。臭氧具有极强的氧化能力和渗入细胞壁能力，从而破坏细菌有机体链状结构而导致细菌的死亡。臭氧可以氧化二价铁、锰和酚等，并可以氧化腐殖酸、蛋白质等，迅速杀菌消毒，而且不产生“三致”产物，能明显改善水质，所以，臭氧是一种很好的消毒剂。紫外线消毒是一种物理消毒法，不向水中添加任何物质，不影响水的理化性质，不产生三卤甲烷等“三致”物质，细菌病毒的对数杀灭率达3~5，对周边没有化学物质和噪声污染。面对复杂的源水水质，如何采取更安全的消毒措施，包括选择既经济又安全的新型消毒剂和寻找合理的方式，这是给水处理研究的一个重要内容。
　　 3、活性炭吸附
　　活性炭吸附性能主要是活性炭孔隙的物理结构和孔表面的化学结构。活性炭是由类似石墨的碳微晶按“螺层形结构”排列，由微晶间的强烈交联形成了发达的微孔结构，通过活化反应使微孔扩大了许多大小不同的孔隙，孔隙表面一部分被烧掉，结构出现不完整，加之灰分和其它杂原子的存在，使活性炭的基本结构产生缺陷和不饱和价，使氧和其它杂原子吸着于这些缺陷上，因而使活性炭产生各种各样的吸附特性。由于活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，对水中溶解的有机物，如苯类、酚类化合物、石油产品等具有较强的吸附能力，而且对用生物法及其他方法难以去除的有机物，如色度、异臭、表面活性物质、除草剂、合成染料、胺类化合物及许多人工合成的有机化合物有较好的去除效果。活性炭吸附技术处理微污染的水源水，具有许多优点，且由于水源水质进一步恶化，为了提高有机污染物的去除率，活性炭吸附与其它水处理方法的组合工艺在给水处理中得到应用和发展。与单纯的活性炭吸附技术相比，能更有效地、更多地去除水源中的有机污染物，使出水快速达到饮用水的标准。
　　 4、涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术
　　涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术主要包括以下程序：（1）混合。混合是反应第一关，也是非常重要的一关，在这个过程中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水体中的每一个细部，使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚，这样才能得到好的絮凝效果。因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱与凝聚，可以把这个过程称为初级混凝过程，但这个过程的主要作用是混合，因此都称为混合过程。混合问题的实质是混凝剂水解产物在水中的扩散问题，使水中胶体颗粒同时脱稳产生凝聚，是取得好的絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。（2）絮凝。絮凝是给水处理的最重要的工艺环节，其动力学原理是惯性效应。要想使水流中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度颗粒之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢？最好的办法是改变水流的速度。因不水的惯性（密度）与颗粒的惯性（密度）不同，当水流速度变化时它们的速度变化（加速度）也不同，这就使得水与其中固体颗粒产生了相对运动。为相邻不同尺度颗粒碰撞提供了条件。这就是惯性效应的基本理论。（3）沉淀。沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的重要环节，其运行状况直接影响出水水质。总之，这项新技术具有处理效率高、水质好、投资省、制水成本低等特点。此技术的推广应用，可最大限度地挖掘利用现有水资源和供水设施的潜力，利用最小投资取得最大效益。
　　 5、直接加氨处理技术
　　直接加氨给水处理技术也称AVT（O）技术，是不加除氧剂只加氨的挥发性处理方式，这是一种弱氧化性的处理方式。在AVT（O）方式下，化学水工况的还原性比AVT弱，氧化性没有氧化处理方式强，该工况下金属表面的磁性铁垢也没有氧化处理时那样致密，而是介于两者之间。采用直接加氨处理，可在一定程度上克服AVT方式的缺陷。它能一定程度上降低给水中铁含量，并降低锅炉的结垢速率，延长锅炉化学清洗的时间。但由于氧化性较弱，ORP上升较小，对金属腐蚀的抑制作用没有加氧处理方式好。
　　综上所述，由于我国幅员辽阔，各地区经济发展很不平衡，在经济发达地区提高供水水质是主要工作方向，但在很多经济比较落后的地区供水能力不足仍是需要解决的首要问题。相信在不久的将来，随着经济的发展及供水技术、管理水平的不断提高，我国无论在供水能力和供水质量上都将达到世界先进水平。

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