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2006-07-25 17:13 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
常規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(jiàn)的范圍內;另一層含義是指所采用的處理工藝僅限于混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒。因此,我們可以這樣定義,常規水處理工藝系指對一般濁度的原水采用混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒的凈水過(guò)程,以去除濁度、色度和細菌、病毒為主的處理工藝。盡管常規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,如水中的有機物,它通常是消毒副產(chǎn)物的前體,對水質(zhì)的安全性有很大影響,但常規水處理難以達到另人滿(mǎn)意的效果;再者,隨著(zhù)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,用常規水處理方法難以生產(chǎn)出符合飲用水水質(zhì)標準的水,供水有異味、異臭、口感不適等現象。因此,針對此問(wèn)題,很多專(zhuān)家提出很多方案,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,強化常規水處理技術(shù)在滿(mǎn)足科學(xué)合理的基礎上,則顯得更為經(jīng)濟。
所謂的“強化常規水處理工藝”就是在基本維持原有常規處理構筑物不變的情況下,通過(guò)強化混凝和強化過(guò)濾等措施,在除濁的同時(shí)增加對有機物的去除。它通常具有投資省,不需改造新的構筑物,不占地以及經(jīng)濟運行費用低等特點(diǎn),更適合對原由系統的改造。而且采用強化常規水處理技術(shù)處理后的出水水質(zhì)較常規水處理的水質(zhì)好,尤其是對有機物的去除效果,更是優(yōu)于常規水處理。下表是兩種工藝的去除效果比較。
強化常規水處理工藝通常采用的即是強化混凝和強化過(guò)濾技術(shù),因此,下面將從這兩個(gè)方面加以敘述。
。。強化混凝
常規處理過(guò)程包括混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒等環(huán)節,這些環(huán)節相關(guān)聯(lián),前一環(huán)節的效果影響并制約著(zhù)后續環(huán)節的處理效果,由此推斷,混凝處理應是這些處理過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節或主要矛盾,它是第一生產(chǎn)工序,同時(shí)也是整個(gè)水處理的基礎,因此要提高生活飲用水的水質(zhì),就必須重視混凝處理。強化混凝則即是加強混凝處理的一種工藝方法。所謂的“強化混凝”是指向水中投加過(guò)量的混凝劑并控制一定的pH值,從而提高常規處理中天然有機物(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)標準的方法。決定混凝效果極其應用的關(guān)鍵因素是混凝劑和水體自身的特性,如混凝劑的劑量,類(lèi)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(lèi)型
通常自來(lái)水廠(chǎng)選擇混凝劑應遵循的基本原則是:源水經(jīng)所選混凝劑處理和凈化后,其自來(lái)水水質(zhì)應最好。因此,所選混凝劑首先必須符合衛生質(zhì)量要求,不造成二次污染;懷混凝劑的處理性能要好。因此,強化混凝就必須重視混凝劑的選擇。通常認為去除天然有機物時(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(wèn)題的發(fā)生。高分子混凝劑單獨作為混凝劑時(shí),它的效果不如鐵鹽,因為它不能有效去除溶解性有機物,但當被用作助凝劑時(shí),則可發(fā)揮其提高固液分離的功能,有效提高總有機碳的去除率。在美國7個(gè)用F ecl 3和明礬進(jìn)行強化混凝的水處理系統中,實(shí)踐表明:F ecl 3在強化混凝中,比明礬和PAcl 均有較好的TOC 去除率。無(wú)機混凝劑在有機物的混凝方面,優(yōu)于合成有機聚合物。
1.1.2混凝劑的劑量
許多研究者發(fā)現,在腐殖酸和富里酸與混凝劑之間存在(化學(xué))計量關(guān)系。因此,混凝劑用量的多少將對總的NOM 去除有直接影響。
1.2水體本身特性
1.2.1水的pH 值
pH對有機物去除效果的影響,主要是由于氫離子與金屬離子水解產(chǎn)物對有機配位體的競爭或者羥基與有機陰離子對金屬離子水解產(chǎn)物的競爭造成。在較低的pH下,有機物質(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理得以加強,腐殖酸和富里酸聚合體的沉淀作用減弱。因此,通常認為,通過(guò)混凝去除NOM的最佳pH范圍是在5~6之間。
1.2.2水的堿度
堿度對去除有機物是一個(gè)重要參數。水中堿度高,投加同樣量混凝劑對pH影響小,要使混凝劑達到最佳去除有機物的pH,需要大量增加混凝劑投加量。因此,當水中堿度高時(shí),就需要考慮用酸來(lái)調整水的pH值。
1.2.3原水水質(zhì)
原水水質(zhì)對混凝效果的影響很大,當原水中的有機物主要由有機顆粒和大分子有機物組成時(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強化混凝的方法
因此,綜上所述,強化混凝的主要方法有:
。保┗炷齽┑耐都恿,使有機物的水化殼壓縮,水解的陽(yáng)離子與有機物陰離子電中和,消除由于有機物對無(wú)機膠體的影響,從而使無(wú)機膠體脫穩。不同的水質(zhì)對混凝劑用量的要求不同,混凝劑對水中大分子有機物和增水性有機物有較好效果。
。玻┱{整pH值。水的pH值對有機物去除影響明顯。當原水pH值較高時(shí),可通過(guò)加酸來(lái)降低pH值,一般有機物較多時(shí),pH調整到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,使有機物易被絮體粘附而下沉。
。矗┩晟苹旌、絮凝等設施,從水力條件上加以改進(jìn),使混凝劑能充分發(fā)揮作用,也是強化混凝的一個(gè)措施。
2.強化過(guò)濾
在常規水處理過(guò)程中,過(guò)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(guò)程。到目前為止,過(guò)濾仍是以地表水為水源的凈水廠(chǎng)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菌。隨著(zhù)濁度的降低,水中有機物等也可得到相應降低,但是其去除程度仍有一定的局限性。因此,為適應現在水源水受污染越來(lái)越多,氨氮含量偏高的現實(shí),強化過(guò)濾技術(shù)則也顯得十分重要。所謂的“強化過(guò)濾”是指通過(guò)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(guò)濾的關(guān)鍵。
去除氨氮極其鹽類(lèi)主要通過(guò)生物作用,但多數快濾池采用了預加氯,抑制了濾料中生物的生長(cháng),因此濾料層沒(méi)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世紀初就已出現的慢濾工藝,在此處,則更能突現出它的生物作用。強化過(guò)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強化過(guò)濾的方法
因此,綜合上述種種因素,通常強化過(guò)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菌的生長(cháng),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(zhuān)用濾料,國內也正在開(kāi)發(fā)研究。
。玻V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)和沖洗強度應結合選用濾料通過(guò)試驗確定。
。常┮筮M(jìn)濾池水有足夠的溶解氧:氨氮的硝化過(guò)程需要消耗溶解養,如果原水中溶解氧不足,將影響硝化過(guò)程的進(jìn)行,因此,當原水溶解氧較低時(shí),可通過(guò)曝氣措施增加溶解氧。
。矗┯捎谟嗦鹊拇嬖跁(huì )抑制細菌生長(cháng),因此不能在濾前進(jìn)行加氯,濾池的反沖洗水也不應含余氯。由于取消了預加氯,為了保證出廠(chǎng)水細菌指標的合格,必須注意濾后水的消毒工藝。
。担V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.結論
總之,根據目前受污染水源越來(lái)越多,飲用水的水質(zhì)安全受到威脅的形勢下,采用強化常規水處理工藝是一種經(jīng)濟,合理,又較為現實(shí)的一種技術(shù)方法,而其中常采用的則是強化混凝和強化過(guò)濾。通過(guò)科學(xué)的技術(shù)措施加強混凝和過(guò)濾作用,從而可以在常規凈化工藝的基礎上生產(chǎn)出更為優(yōu)質(zhì)的水。
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