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給水處理新技術(shù)摘要：由于各種污染物的排放，我國(guó)飲用水水源水質(zhì)日益惡化，常規(guī)水廠的工藝已顯得力不從心，因此，本文從水資源利用現(xiàn)狀到對(duì)微污染水源水的處理技術(shù)作了簡(jiǎn)要介紹。其中重點(diǎn)分析了作為預(yù)處理技術(shù)的曝氣生物濾池技術(shù)和作為后續(xù)處理的膜分離技術(shù)(特別是超濾技術(shù))。在分別對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)作了介紹的基礎(chǔ)上，提出了曝氣生物濾池（BAF）+常規(guī)工藝+超濾（UF）的凈水工藝，指出該工藝是提高飲用水水質(zhì)的最佳工藝。同時(shí)，用有機(jī)物分子量的觀點(diǎn)對(duì)此工藝進(jìn)行了深入分析。轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/關(guān)鍵詞：BAF UF 微污染源水 一世界水資源現(xiàn)狀從宇宙來看，地球是一個(gè)蔚藍(lán)色的星球，地球的儲(chǔ)水量是很豐富的，共有14.5億立方千米之多,其72%的表面積覆蓋水。但實(shí)際上，地球上97.5%的水是咸水，又咸又苦，不能飲用，不能灌溉，也很難在工業(yè)應(yīng)用，能直接被人們生產(chǎn)和生活利用的，少得可憐，淡水僅有2.5%是。而在淡水中，將近70%凍結(jié)在南極和格陵蘭的冰蓋中，其余的大部分是土壤中的水分或是深層地下水，難以供人類開采使用。江河、湖泊、水庫及淺層地下水等來源的水較易于開采供人類直接使用，但其數(shù)量不足世界淡水的1%，約占地球上全部水的0.007%。 全球淡水資源不僅短缺而且地區(qū)分布極不平衡。按地區(qū)分布，巴西、俄羅斯、加拿大、中國(guó)、美國(guó)、印度尼西亞、印度、哥倫比亞和剛果9個(gè)國(guó)家的淡水資源占了世界淡水資源的60%。約占世界人口總數(shù)40%的80個(gè)國(guó)家和地區(qū)約15億人口淡水不足，其中26個(gè)國(guó)家約3億人極度缺水。更可怕的是，預(yù)計(jì)到2025年，世界上缺水人口將增長(zhǎng)一倍，40個(gè)國(guó)家和地區(qū)將面臨淡水匱乏。我國(guó)人口眾多，是世界第一人口大國(guó)，雖然我國(guó)也是水資源大國(guó)，但人均淡水資源只占世界人均淡水資源的四分之一。 二中國(guó)水污染問題形勢(shì)嚴(yán)峻我國(guó)就是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國(guó)的1/5,在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一?？鄢y以利用的洪水涇流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，我國(guó)現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米。到20世紀(jì)末，全國(guó)600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)，全國(guó)城市缺水總量為60億立方米。中國(guó)水資源的分布極其不均勻。大量淡水資源集中在南方，北方淡水資源只有南方水資源的1/4。北方許多大中城市因缺水造成工廠停產(chǎn)或限產(chǎn)，損失的年產(chǎn)值達(dá)1200億元，南方一些城市也陸續(xù)出現(xiàn)水荒。目前全國(guó)600多座城市中，有300多座缺水，其中嚴(yán)重缺水的有108個(gè)，缺水量約為1000萬噸/天左右，幾百萬人生活用水緊張。除了缺水，水污染問題也較突出。海河、遼河、淮河、黃河、松花江、長(zhǎng)江和珠江7大江河水系，均受到不同程度的污染。 萬里海疆形勢(shì)也不容樂觀，赤潮年年如期而至。在美麗的渤海灣，濁流迸濺，海面上漂浮的油污像一柄黑色火炬要燒毀海洋里的生命。 根據(jù)2001年對(duì)我國(guó)七大水系斷面監(jiān)測(cè)，達(dá)到三類水質(zhì)可以進(jìn)入自來水廠的最低要求的僅占29。5%，而劣五類水質(zhì)卻高達(dá)44%；另外，我國(guó)淺層地下水資源污染比較普遍，全國(guó)淺層地下水大約有50%的地區(qū)遭到一定程度的污染，約一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴(yán)重。三水體污染 水是怎樣被污染的呢？原因主要有兩種：一是自然的，一是人為的。由于雨水對(duì)各種礦石的溶解作用，火山爆發(fā)和干旱地區(qū)的風(fēng)蝕作用所產(chǎn)生的大量灰塵落入水體而引起的水污染，這屬于自然污染。向水體排放大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水和各種廢棄物，造成水質(zhì)惡化，這屬于人為污染。而人們通常所說的水污染主要是指后一種，而且也是最主要的。 1：水體受污染的過程 一般來說，水自身有自凈能力。水的自凈能力包括稀釋擴(kuò)散、沉淀堆積、氧化還原以及水中微生物對(duì)有機(jī)物的分解等。大體可以分四段：第一為污染段，由于大量污染物混入，河流水質(zhì)惡化，水中溶解氧極少，除了細(xì)菌以外，其它生物較少，特別是幾乎不存在自氧性生物；第二是分解段，分解有機(jī)質(zhì)的生物逐漸繁殖，生物分解活動(dòng)激烈，大量消耗溶解氧，魚類難以生存，出現(xiàn)藻類和需氧較低的原生生物等，而在生化需氧量逐漸降低后，水中溶解氧又逐漸增加；第三為恢復(fù)段，藻類、魚類和其它大型生物重新又活潑起來，水質(zhì)逐漸變清；第四為清水段，溶解氧接近飽和，水質(zhì)清潔，自凈過程到此完成。 2：水體受污染的原因 人類生產(chǎn)活動(dòng)造成的水體污染中，工業(yè)引起的水體污染最嚴(yán)重。如工業(yè)廢水，它含污染物多，成分復(fù)雜，不僅在水中不易凈化，而且處理也比較困難。 工業(yè)廢水，是工業(yè)污染引起水體污染的最重要的原因。它占工業(yè)排出的污染物的大部分。工業(yè)廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別，即使是同類工廠，生產(chǎn)過程不同，其所含污染物的質(zhì)和量也不一樣。工業(yè)除了排出的廢水直接注入水體引起污染外，固體廢物和廢氣也會(huì)污染水體。 農(nóng)業(yè)污染首先是由于耕作或開荒使土地表面疏松，在土壤和地形還未穩(wěn)定時(shí)降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的懸浮物。 還有一個(gè)重要原因是近年來農(nóng)藥、化肥的使用量日益增多，而使用的農(nóng)藥和化肥只有少量附著或被吸收，其余絕大部分殘留在土壤和漂浮在大氣中，通過降雨，經(jīng)過地表徑流的沖刷進(jìn)入地表水和滲入地表水形成污染。 城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和廢氣引起水體污染造成的。城市污染源對(duì)水體的污染主要是生活污水，它是人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的各種污水的混合液，其中包括廚房、洗滌房、浴室和廁所排出的污水。 世界上僅城市地區(qū)一年排出的工業(yè)和生活廢水就多達(dá)500立方公里，而每一滴污水將污染數(shù)倍乃至數(shù)十倍的水體。 3：水體污染對(duì)人類的危害 常見的飲用水水質(zhì)項(xiàng)目對(duì)人體健康的影響 鉛: 對(duì)腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，對(duì)兒童具高毒性，致癌性已被證實(shí) 鎘: 對(duì)腎臟有急性之傷害 砷: 對(duì)皮膚、神經(jīng)系統(tǒng)等造成危害，致癌性已被證實(shí) 汞: 對(duì)人體的傷害極大，傷害主要器官為腎臟、中樞神經(jīng)系統(tǒng) 硒: 高濃度會(huì)危害肌肉及神經(jīng)系統(tǒng)亞硝酸鹽: 造成心血管方面疾病，嬰兒的影響最為明顯(藍(lán)嬰癥)，具致癌性 總?cè)u甲烷: 以氯仿對(duì)健康的影響最大，致癌性方面最常發(fā)生的是膀光癌 三氯乙烯（有機(jī)物）: 吸入過多會(huì)降低中樞神經(jīng)、心臟功能，長(zhǎng)期暴露對(duì)肝臟有害 四氯化碳（有機(jī)物）: 對(duì)人體健康有廣泛影響，具致癌性，對(duì)肝臟、腎臟功影響極大 近年來美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）針對(duì)1971-1994年間由水所引起的疾病進(jìn)行一項(xiàng)調(diào)查，在740件案例中，其中因原生動(dòng)物所引起共148件，共有448,486人因而致病，是所有原因中最高者。研究發(fā)現(xiàn)，原生動(dòng)物種類中以隱孢子蟲及梨形鞭毛蟲二種需要特別注意，最常出現(xiàn)在游憩風(fēng)景區(qū)及畜牧養(yǎng)殖地區(qū)，其中又以養(yǎng)豬、養(yǎng)鴨二種最多。統(tǒng)計(jì)也顯示，23年內(nèi)所造成的死亡病例共89件，而原生動(dòng)物造成的死亡案例高達(dá)70件。 對(duì)于原水中越來越多的污染物質(zhì)，經(jīng)給水處理常規(guī)工藝處理過的原水已不能滿足飲用水質(zhì)的要求。四給水處理工藝流程給水處理工藝流程是按水源水質(zhì)和供水水質(zhì)的要求所設(shè)計(jì)的給水處理流程。給水處理的任務(wù)是根據(jù)國(guó)家的建設(shè)方針，水源水質(zhì)，處理規(guī)模和用戶對(duì)水質(zhì)的要求通過調(diào)查、分析和比較，必要時(shí)，還需進(jìn)行試驗(yàn)研究以決定所采用的處理方法和流程。通常選用的給水處理方法有：為去除水中懸浮物質(zhì)的混凝、沉淀、過濾、消毒等；為改變水的溫度的冷卻等。上述各種方法可根據(jù)處理任務(wù)單獨(dú)使用或組合成處理流程使用。水處理方法和工藝流程簡(jiǎn)介 一、給水處理 （一）給水處理的基本方法 1去除水中的懸浮物：混凝、澄清、沉淀、過濾、消毒 2變革水中溶解物質(zhì)：減少、調(diào)整 如軟化、除鹽、水質(zhì)穩(wěn)定 3降低水溫：冷卻 4去除微量有機(jī)物 （二）常規(guī)處理工藝 以沒有受到污染的地面水源為生活飲用水水源時(shí)： 原水混凝沉淀過濾消毒飲用水 以去除濁度、滿足衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。 地面水源水質(zhì)：雜質(zhì)多、含鹽量較低。原水-混凝、沉淀或澄清-過濾-消毒一般地表水處理流程，適用于濁度小于3mg 每L的河流水五微污染水源和飲用水中能夠測(cè)得的微量污染物質(zhì)的種類也不斷增加，人們?cè)陲嬘盟乃|(zhì)凈化中又碰到了新問題。針對(duì)源水中出現(xiàn)的新污染問題，人們就開始著手對(duì)水質(zhì)凈化的新技術(shù)進(jìn)行了研究，并且已經(jīng)有很多技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，取得了較好的效果。由于工業(yè)化的迅速發(fā)展，城市化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)過程中排放出來的污染物對(duì)源水水質(zhì)的污染已經(jīng)愈演愈劇，源水受污染的程度越來越嚴(yán)重，水中有機(jī)物質(zhì)逐漸增多。從20世紀(jì)60年代以來，不少地區(qū)飲用水水源水質(zhì)日益惡化。由于各種污染物的排放，我國(guó)飲用水水源水質(zhì)日益惡化，常規(guī)水廠的工藝已顯得力不從心。因此，下面對(duì)微污染水源水的處理技術(shù)作了簡(jiǎn)要介紹。六微污染原水處理1 物理技術(shù)11吹脫 吹脫是利用水中溶解化合物的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異，將揮發(fā)性組分不斷由液相擴(kuò)散到氣相中，達(dá)到去除揮發(fā)性有機(jī)物的目的。吹脫法具有費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)難揮發(fā)的有機(jī)物去除效果差。對(duì)于含有可揮發(fā)性化合物的污染原水，用填料塔進(jìn)行曝氣吹脫是一種行之有效的方法。1.2吸附 吸附處理技術(shù)是指利用物質(zhì)強(qiáng)大的吸附性能來去除水中污染物的技術(shù)。目前用于水源水處理的吸附劑有活性炭（AC）、硅藻土、二氧化硅、活性氧化鋁、沸石、離子交換樹脂，其中用得最多的是對(duì)水中有機(jī)污染物和臭味有較強(qiáng)吸附作用的疏水性物質(zhì)活性炭。 1.3膜過濾技術(shù) 膜分離法是新興的高分離、濃縮、提純、凈化技術(shù)，是用天然或人工合成高分子薄膜做介質(zhì)，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分溶液進(jìn)行過濾分離、分級(jí)提純和富集的物理處理方法。2 化學(xué)技術(shù)21 預(yù)氧化技術(shù) 預(yù)氧化技術(shù)是指向原水中加入強(qiáng)氧化劑，利用強(qiáng)氧化劑的氧化能力，去除水中的有機(jī)污染物，提高混凝沉淀效果。常用的氧化劑有氯氣、臭氧和高錳酸鉀等。 22 光化學(xué)氧化法 光化學(xué)氧化法是在化學(xué)氧化和光輻射的共同作用下，使氧化反應(yīng)在速率和氧化能力上比單獨(dú)的化學(xué)氧化、輻射有明顯提高的一種水處理技術(shù)。光氧化法均以紫外光為輻射源，同時(shí)水中需預(yù)先投入一定量氧化劑如過氧化氫，臭氧或一些催化劑，如染料、腐殖質(zhì)等。它對(duì)難降解而具有毒性的小分子有機(jī)物去除效果極佳，光氧化反應(yīng)使水中產(chǎn)生許多活性極高的自由基，這些自由基很容易破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)。屬于光化學(xué)氧化法的如光敏化氧化，光激發(fā)氧化，光催化氧化等。 3 生物預(yù)處理技術(shù)生物預(yù)處理是指在常規(guī)的凈水工藝之前增設(shè)生物處理工藝，借助于微生物群體的新陳代謝活動(dòng)，對(duì)水中的有機(jī)污染物、氨氮、亞硝酸鹽及鐵、錳等無機(jī)污染物進(jìn)行初步去除，這樣既改善了水的混凝沉淀性能，也減輕了常規(guī)處理和后續(xù)處理過程的負(fù)荷。另外，通過可生物降解的有機(jī)物的去除，不僅減少了水中“三致”物前體物的含量，也減少了細(xì)菌在配水管網(wǎng)中重新滋生的可能性。用生物預(yù)處理代替常規(guī)的預(yù)氯化工藝，不僅起到了預(yù)氯化作用相同的效果，而且避免了由預(yù)氯化引起的鹵代有機(jī)物的生成，這對(duì)降低水的致突變活性，控制三鹵甲烷物質(zhì)的生成是十分有利的。七主要的給水處理新技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)1.電滲析技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：電滲析器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要部件有陽、陰離子交換膜，塑料隔板，電極三部分。組裝形式一般采用正電極一陽膜一隔板一陰膜一隔板一陽膜一一陰膜一隔板一陽膜一負(fù)電極排列順序。電滲析中，一對(duì)電極之問的膜堆稱為“一”級(jí)，一級(jí)中水流方向相同的膜對(duì)稱為“段”，在一臺(tái)電滲析中級(jí)、段可以有并聯(lián)，串電滲析的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要消耗化學(xué)藥品，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)：運(yùn)行過程中陰極和膜上容易結(jié)垢，從而影響出水水質(zhì)，并縮短儀器的使用時(shí)間。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，必須采取一定的措施，包括控制工作電流、定期倒換電極、定期酸洗、定期拆洗等。此外，電滲析處理技術(shù)的耗電量、耗水量都很高，而且對(duì)進(jìn)水的濁度要求也很嚴(yán)格，以防止堵塞水路，諸成制水困難。2.反滲透技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：過濾過程不發(fā)生相變化,無需加熱,能耗低,無需添加化學(xué)試劑,無污染,是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)。濾過程是在常溫下進(jìn)行,條件溫和無成分破壞,因而特別適宜對(duì)熱敏感的物質(zhì),如藥物、酶、果汁等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。反滲透設(shè)備過程僅采用壓力作為膜分離的動(dòng)力,因此分離裝置簡(jiǎn)單、流程短、操作簡(jiǎn)便、易于控制和維護(hù)。缺點(diǎn)：它不能直接得到干粉制劑.對(duì)于蛋白質(zhì)溶液,一般只能得到1050的濃度.3.離子交換技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：一次操作可以將多個(gè)元素加以分離。而且還能得到高純度的產(chǎn)品。預(yù)處理要求簡(jiǎn)單，工藝成熟，出水水質(zhì)穩(wěn)定，設(shè)備初期投入低。 由于治水原理類同于用酸堿置換水中離子，所以在原水低含鹽量的應(yīng)用區(qū)域運(yùn)行成本較低。缺點(diǎn)：是不能連續(xù)處理，一次操作周期花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，還有樹脂的再生、交換等所耗成本高。離子交換床閥門眾多，操作復(fù)雜煩瑣。自動(dòng)化操作難度大，投資高。需要酸堿再生，再生廢水必須經(jīng)處理合格后方可排放，存在環(huán)境污染隱患。細(xì)菌易在床層中繁殖，且離子交換樹脂會(huì)長(zhǎng)期向純水中滲溶有機(jī)物。在含鹽量高的區(qū)域，運(yùn)行成本高。 4.組合式軟化水技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，無運(yùn)行周期停頓和水質(zhì)周期起伏。自動(dòng)溶鹽、過濾，避免人工攪拌的繁重勞動(dòng)。運(yùn)行費(fèi)用省，再生劑耗量低，自耗水量少，軟水產(chǎn)量足。設(shè)備緊湊，占地少，安裝方便，操作、維修簡(jiǎn)單。八BAF+常規(guī)工藝+UF工藝-我最喜歡的給水處理新技術(shù)下面重點(diǎn)分析了作為預(yù)處理技術(shù)的曝氣生物濾池技術(shù)和作為后續(xù)處理的膜分離技術(shù)(特別是超濾技術(shù))。在分別對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)作了介紹的基礎(chǔ)上，提出了曝氣生物濾池（BAF）+常規(guī)工藝+超濾（UF）的凈水工藝，指出該工藝是提高飲用水水質(zhì)的最佳工藝。同時(shí)，用有機(jī)物分子量的觀點(diǎn)對(duì)此工藝進(jìn)行了深入分析。曝氣生物濾池（BAF）預(yù)處理技術(shù)轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/曝氣生物濾池（BAF）預(yù)處理技術(shù)在飲用水處理中具有以下特點(diǎn)：水處理過程中的物理、化學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì)存在較大差異，并且與其去除性存在一定的關(guān)系。從分子量上來說，生物可降解有機(jī)物主要是低分子量的有機(jī)物（分子量10000以上的有機(jī)物，對(duì)低分子量有機(jī)物去除率低，特別是對(duì)分子量2.5100曝氣生物濾池（生產(chǎn)性）細(xì)卵石法國(guó)（Annet Sur Marne）410.3-0.597.579.578.3曝氣生物濾池（中試）細(xì)卵石英國(guó)（Medmenham）3.082.5曝氣生物濾池細(xì)卵石（20-40mm）細(xì)卵石（20-50mm）細(xì)卵石（10-20mm）法國(guó)（Groissy）法國(guó)（Vermoukle）法國(guó)（Anbergen）99.493.568.7曝氣生物濾池（中試）（生產(chǎn)性）（生產(chǎn)性）（生產(chǎn)性）砂+煤砂+煤砂+煤砂+煤法國(guó)（Choisy）法國(guó)（Choisy）法國(guó)（Mery）德國(guó)（Miilheim）0.08-0.680.50.341.066%(平均)100100100曝氣生物濾池（小試）碎石（2.7-4.8mm）韓國(guó)0.2-0.590-100曝氣生物濾池（小試）碎石武漢0.41-1.1681.0-98.8曝氣生物濾池（小試）陶粒（2-5mm）北京1.4-2.099曝氣生物濾池（小試）海蠣子殼上海-21表2 BAF對(duì)有機(jī)物的處理效果 工藝填料（括號(hào)內(nèi)為填料尺寸）試驗(yàn)地點(diǎn)進(jìn)水有機(jī)物濃度有機(jī)物去除濾臭氧-曝氣生物濾池（生產(chǎn)性）細(xì)卵石+活性炭（23mm）法國(guó)Annet Sur Mane3.2mg TOC/L38%曝氣生物濾池（小試）碎石（0.6-1.2mm）南朝鮮BOD5 3.2-59g/L CODMn14-20mg/L35-60% 27-30%曝氣生物濾池（小試）碎石武漢CODMn3.7-5.6mg/L10.4-27.5%曝氣生物濾池（小試）海蠣子殼上海(CODMn)7.1-9.8%曝氣生物濾池（小試）陶粒（2-4mm）北京20-30mgCODCr/L43.1%自80年代以來，清華大學(xué)環(huán)境工程系對(duì)以陶粒作填料的曝氣生物濾池進(jìn)行了廣泛深入的研究。研究結(jié)果表明以陶粒作為填料的曝氣生物濾池其處理效果明顯優(yōu)于其它類型的生物預(yù)處理技術(shù)，見表3和表4。表3 各生物池工藝參數(shù)范圍以及對(duì)幾個(gè)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的凈化效果統(tǒng)計(jì)情況 生物池類型 型型型水力負(fù)荷 4-6m/h0.91-1.67m3/(m3h)0.78-1.12 m3/(m3h)氣水比范圍0.77-1.2:11-1.5:10.7-1.2:1CODMn2.12-5.98/3.11mg/L24.6%14.6%11.9%氨氮0.16-3.94/2.22mg/L94%82.6%84.7%亞硝酸鹽氮0.023-0.79/0.231mg/L98%79.9%76.3%TOC2.1-5.3/3.5mg/L28.1%8.7%11.9%藻類68-688/251萬個(gè)/L61.5%58.9%51.1%濁度3.1-43.3/7.56NTU64.6%56.3%51.7%TON8.0-40.0/15稀釋倍數(shù)47.9%47.9%47.1%錳0.09-0.68/0.28mg/L73.8%64.5%62.5%色度23-73/34度41.8%37.3%31.8%注：試驗(yàn)溫度范圍13.8-31。 原水濃度范圍/均值；平均去除率。 型為淹沒式曝氣生物濾池，型為中心導(dǎo)流筒曝氣循環(huán)式生物濾池，型為直接微孔曝氣器生物接觸氧化池。 表4 各生物池對(duì)幾種特殊水質(zhì)指標(biāo)的凈化效果 水質(zhì)項(xiàng)目原水（濃度范圍/均值）生物池類型（去除率（%）范圍/均值） 型型型TOC2.3-5.3mg/L3.7-57.9/29.50-48.6/14.30-36.8/11.9T-THMFP0.078-0.125/0.087 mg/L10.4-24.8/18.38.7-14.3/11.26.8-13.3/9.6CODMn2.49-3.86/2.63 mg/L13.2-27.3/22.34.3-20.1/12.45.2-14.4/9.8D-CODMn2.21-2.92/2.46 mg/L8.6-35.6/20.45.0-22.8/14.35.4-29.7/12.1UV2540.047-0.070/0.055（cm-1）6.4-21.4/14.32.2-11.8/7.85.1-16.7/8.2曝氣生物濾池對(duì)后續(xù)常規(guī)處理藥耗和氯耗的影響1 對(duì)藥耗的影響轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/水中有機(jī)物的存在將增加膠粒的Zeta電位值，使膠體更趨于穩(wěn)定，增加水處理混凝時(shí)藥劑投加量。經(jīng)BAF生物預(yù)處理后，膠粒Zeta電位值降低，易于脫穩(wěn)，因此可以減少后續(xù)混凝單元的藥劑投加量，實(shí)際的燒杯實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)均驗(yàn)證了這一點(diǎn)。2 對(duì)氯耗的影響水的氯耗與水中有機(jī)物和氨氮的含量密切相關(guān)。曝氣生物濾池對(duì)有機(jī)物和氨氮均有較好去除，因此也將影響氯耗量，有試驗(yàn)表明曝氣生物濾池與常規(guī)工藝的組合其耗氯量比單一常規(guī)工藝氯耗節(jié)約10%-15%（常規(guī)工藝加氯量為2.5-2.7mg/L）。氯耗的減少既可以節(jié)約水廠運(yùn)行成本，又能降低氯代有機(jī)消毒副產(chǎn)物的生成量，改善出水水質(zhì)，保障飲用者身體健康。膜分離技術(shù)轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)有反滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）、以及微孔過濾（MF）。膜分離技術(shù)的特點(diǎn)是能提供穩(wěn)定可靠的水質(zhì)，這是由于膜分離水中雜質(zhì)的主要原理是機(jī)械篩分，因而出水水質(zhì)僅僅依據(jù)膜孔徑的大小，與原水水質(zhì)以及運(yùn)行條件無關(guān)。此外，膜分離還會(huì)使水廠用地大大減少，運(yùn)行操作自動(dòng)化，使水廠成為真正意義上的“造水工廠”。RO運(yùn)行壓力高，為1-10Mpa，能耗大，而且由于良好的截留性能將大多數(shù)無機(jī)離子（包括對(duì)人體有益的）從水中去除。長(zhǎng)期飲用這種水，會(huì)影響人體健康，因此不適宜作為水廠處理工藝。NF膜具有松散的表面層結(jié)構(gòu)。其進(jìn)水要求幾乎不含濁度，故僅適用于地下水處理，且由于NF去除了大部分的硬度，故其出水會(huì)對(duì)管網(wǎng)產(chǎn)生腐蝕。UF和MF運(yùn)行壓力低且可截留水中絕大部分懸浮、膠體和細(xì)菌，其作用相當(dāng)于以除濁為目的的傳統(tǒng)處理工藝。因而是一種適合于水廠的水處理工藝。超率（UF）在凈水處理中的應(yīng)用前景超濾所分離的組分直徑為0.005-10m，一般相對(duì)分子質(zhì)量大于500的分子量和膠體，這種液體的滲透壓很小，可以忽略。因而采用的操作壓力較小，一般為0.1-0.5Mpa，所以膜常用非對(duì)稱膜，膜的水透過率為0.5-5.0m3/(m2d)。超濾在小孔徑范圍與反滲透相重疊，在大孔徑范圍內(nèi)與微孔過濾相重疊。因此它可以分離溶液中的大分子、膠體、蛋白質(zhì)、微粒等。由于它使用的壓力低、產(chǎn)水量大，因此更便于操作，應(yīng)用范圍十分廣泛，發(fā)展速度很快，前景是美好的。超濾的研究與應(yīng)用中存在的問題轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/日本從1992年開始，由厚生省牽頭，以國(guó)立公眾衛(wèi)生院和水道凈水協(xié)會(huì)為主，組成“膜應(yīng)用新型凈水系統(tǒng)委員會(huì)”，丹保憲仁任委員長(zhǎng)，實(shí)施所謂“MAC21計(jì)劃（Membrane Aqua Century21）”，對(duì)MF和UF膜應(yīng)用于凈水處理進(jìn)行了3年的大規(guī)模研究。根據(jù)其研究結(jié)果UF的處理效果如表5所示。表5 日本“MAC21計(jì)劃”UF處理效果 水質(zhì)指標(biāo) 原水混凝沉淀出水膜分離出水范圍平均值平均值去除率范圍去除率濁度/NTU3.36-5114.11.3989.90.00-0.1798.9-100色度/度7-22114681.6-460-84CODMn3.3-601.4-3.146-84UV26050mm比色皿0.118-0.2280.1580.120220.074-0.1724-54氨氮0.01-6100.01-0.30-84總錳0.024-0.130.0490.023500.004-0.03423-100總鐵0.25-8900.00-0.0198-100THMFP0.03-0.0570.0420.026380.017-0.0450-66項(xiàng)目范圍范圍范圍檢出率細(xì)菌/個(gè)/mL4100-160000220-38000230-97000/24-24/26大腸菌/個(gè)/mL52-19003-2000-1800/26-3/24從表中數(shù)據(jù)可知，超濾對(duì)濁度、總鐵、細(xì)菌和大腸菌群均有很好的去除效果，但對(duì)水中的有機(jī)物和氨氮的去除率相對(duì)較低。轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/張捍民等在用淹沒式中空纖維膜過濾裝置去除飲用水中污染物的實(shí)驗(yàn)研究中也發(fā)現(xiàn)，淹沒式中空纖維膜過濾裝置對(duì)懸浮固體、膠體、細(xì)菌的去除效果很好。試驗(yàn)中出水濁度始終保持在0.25NTU以下，并且出水中檢不出細(xì)菌。但對(duì)有機(jī)物的去除效果不理想，不能可靠的保證出水有機(jī)物濃度，出水有機(jī)物濃度隨進(jìn)水有機(jī)物濃度的升高而升高。大量的研究均表明，膜對(duì)天然水中的溶解性有機(jī)物（DOM）的去除率不高，尤其是低分子的有機(jī)物。天然水中有相當(dāng)大一部分溶解性有機(jī)物的分子量低于UF的截留分子量（5000-100 000daltons），導(dǎo)致UF膜對(duì)其的攔截效果很差。事實(shí)上，天然水中這一類的低分子溶解性有機(jī)物所占的比例往往較大。Laine等人報(bào)告美國(guó)以利諾伊州的Decatur湖中低于1000daltons有機(jī)物占總有機(jī)物的60%；Schnoor報(bào)告lowa河有90%有機(jī)物分子量低于3000daltons；董秉直、曹達(dá)文等對(duì)我國(guó)長(zhǎng)江、黃浦江、太湖、淮河的原水進(jìn)行了分子量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)分子量小于4000daltons的溶解性有機(jī)物所占的比例分別為66%、52%、62%、56%。而Collins發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷形成潛力（THMFP）主要是由分子量小于10 000daltons引起的。目前公認(rèn)這部分低分子量溶解性有機(jī)物不僅是三鹵甲烷的前驅(qū)物，而且還常常是膜污染的主要因素。因此，選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)處理來減輕膜污染以及去除低分子溶解性有機(jī)物就顯得很重要。總結(jié)BAF+常規(guī)工藝+UF組合工藝轉(zhuǎn)貼于正刊論文網(wǎng)：http:/www.Lunwen.cm/從以上對(duì)BAF與UF工藝的分析中可以看到，兩者在處理上有互補(bǔ)性，從而可以依此開發(fā)出新的凈水工藝，即BAF常規(guī)處理UF。下面進(jìn)一步用有機(jī)物分子量分析的觀點(diǎn)來說明此工藝的優(yōu)勢(shì)。水中有機(jī)物種類繁多，不同形態(tài)有機(jī)物要用不同的工藝加以去除。一般而言，常規(guī)處理主要去除分子量大于10000的有機(jī)物，對(duì)于分子量10000以下的有機(jī)物只能部分去除，對(duì)分子量小于1000的有機(jī)物基本無去除作用甚至于有所增加。BAF主要去除水中分子量小于1000的親水性有機(jī)物，對(duì)更大分子量的有機(jī)物由于細(xì)胞膜的屏障作用而難以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。BAF的生產(chǎn)性試驗(yàn)說明BAF對(duì)DOC的去處似乎主要與分子量500以下的有機(jī)物占DOC的百分比有關(guān)。水中有機(jī)物也可劃分為懸浮態(tài)有機(jī)物、膠體有機(jī)物和溶解性有機(jī)物。根據(jù)能否被微生物去除分為可生物降解和不可生物降解的有機(jī)物等。水中可生物降解的有機(jī)物用BAF去除，而不可生物降解的有機(jī)物則不能用BAF去除，同時(shí)對(duì)于懸浮狀態(tài)和膠體狀態(tài)的有機(jī)物，采用混凝沉淀方法則有好的去除效果，特別對(duì)于大分子有機(jī)物（分子量大于100