微污染水體處理技術(shù)

1、文獻(xiàn)綜述摘要：我國(guó)現(xiàn)飲用水源受污染率很高，現(xiàn)行常規(guī)水處理工藝不能有效地去除水中微量有機(jī)污染物， 直接威脅著城市居民的身體健康，因而飲用水除微污染技術(shù)研究已成為一項(xiàng)具有重大社會(huì)效益的研 究課題。關(guān)鍵詞：微污染 常規(guī)水處理預(yù)處理深度處理1地表水資源污染現(xiàn)狀及其危害國(guó)內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料都表明地表水體的污染主要集中在有機(jī)污染方面，尤其是對(duì)于 受城市污染的地表水體，這與工業(yè)化進(jìn)程在20世紀(jì)高速發(fā)展息息相關(guān)A。水體中的 有機(jī)物來源于兩個(gè)方面：一是外界向水體排放的有機(jī)物：二是生長(zhǎng)在水體中的生物群 體產(chǎn)生的有機(jī)物以及水體底泥釋放的有機(jī)物水源水中的有機(jī)物大致可分為兩大類：一類是天然有機(jī)物，包括腐殖質(zhì)、微生物 分泌物

2、、溶解的植物組織和動(dòng)物的廢棄物等；另一類是人工合成的有機(jī)物，包括農(nóng)藥、 商業(yè)用途的合成物及一些工業(yè)廢棄物，人工合成有機(jī)物大多為有害有機(jī)物，其中包括 三致有機(jī)物。我國(guó)水資源受污染的一般特點(diǎn)是，北方比南方嚴(yán)重，地表水比地下水嚴(yán)重，城市 及近郊比遠(yuǎn)郊嚴(yán)重。水源水的污染不僅給人類的健康帶來較大的危害，而且它對(duì)傳統(tǒng) 凈水工藝和水質(zhì)的影響所造成的各種損失是難以估量的。此外也增加了制水成本，影 響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成經(jīng)濟(jì)損失，加劇了水資源的危機(jī)。2常規(guī)水處理工藝及其局限性常規(guī)水處理工藝的主要去除對(duì)象是水源水中的懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌，但是隨 著工業(yè)的迅速發(fā)展，水中有害物質(zhì)逐年增多。同時(shí)，隨著水質(zhì)分析技術(shù)逐漸改進(jìn)

3、，水 源水和飲用水中能夠測(cè)得的微量污染物質(zhì)的種類也在不斷增加，由于常規(guī)凈化工藝的 局限性，其不但去除水中溶解性有機(jī)物效率低，而且氯化過程本身還導(dǎo)致了水中對(duì) 人體健康危害更大的有機(jī)鹵化物的形成，因此常規(guī)的飲用水處理工藝已不能與現(xiàn)有的 水源和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，必須開發(fā)新的水處理技術(shù)。3微污染水體預(yù)處理技術(shù)所謂預(yù)處理通常是指在常規(guī)處理工藝前面采用適當(dāng)物理、化學(xué)、和生物的處理方 法，對(duì)水中的污染物進(jìn)行初級(jí)去除，以使后續(xù)的常規(guī)處理工藝能更好地發(fā)揮作用。預(yù)處理在減輕常規(guī)處理和深度處理的負(fù)擔(dān)，發(fā)揮水處理工藝整體作用的同時(shí)又提高了對(duì) 水中污染物的去除效果，改善飲用水質(zhì)和提高飲用水的衛(wèi)生安全。目前的預(yù)處理技術(shù)主要

4、有水庫(kù)貯存法、空氣吹脫法、吸附預(yù)處理技術(shù)、化學(xué)氧化 預(yù)處理技術(shù)、生物預(yù)處理技術(shù)。3.1水庫(kù)貯存水庫(kù)存儲(chǔ)可使水中部分懸浮物沉淀而降低水源水濁度，一些有機(jī)物也可通過生物 降解等綜合作用而被去除。目前此法逐漸被廣泛使用，但水庫(kù)存儲(chǔ)適合于大水量處理， 且需連續(xù)運(yùn)行，基建費(fèi)用巨大，而且在實(shí)際使用中還存在藻類大量滋生等問題。 3.2吸附預(yù)處理技術(shù)吸附預(yù)處理技術(shù)主要有粉末活性炭吸附和黏土吸附等。國(guó)外利用粉末活性炭去除 水源水中色、臭、味等物質(zhì)，已取得了成功的經(jīng)驗(yàn)和較好的去除效果。粉末活性炭投 加量應(yīng)根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)確定，國(guó)內(nèi)目前在工程應(yīng)用方面的實(shí)例較少，且只能做一次 性使用，目前還沒有很好的回收再生利用法，

5、作為一種預(yù)處理方式其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較 高，只能作為一種解決水質(zhì)突然惡化的應(yīng)急措施。后者的投加量足夠大時(shí)，對(duì)水源水 中的有機(jī)物常表現(xiàn)出較好的去除效果，但是大量黏土投加入混凝池后會(huì)增加沉淀池的 排泥量，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來一定困難。3.3生物預(yù)處理技術(shù)微污染水源水生物處理的形式大致可歸納為以下五種類型:3.3.1生物接觸氧化法生物接觸氧化法也稱浸沒式生物膜法m，是一種介于活性污泥和生物濾池之間的 生物膜法工藝。具有處理水量大、處理時(shí)間短、容積負(fù)荷高、對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適 應(yīng)性、出水水質(zhì)穩(wěn)定能優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是填料間水流緩慢，水力沖刷小，布水布?xì)獠灰?達(dá)到均勻等。3.3.2塔式生物濾池其優(yōu)點(diǎn)是負(fù)荷高、產(chǎn)水量大、

6、占地面積小、對(duì)沖擊負(fù)荷水量和水質(zhì)的突變適應(yīng)性 較強(qiáng)；缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗較大、基建投資高、運(yùn)行管理不便。3.3.3生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器生物轉(zhuǎn)盤在污水處理中已廣泛采用，目前在給水處理領(lǐng)域，對(duì)某些污染程度較為 嚴(yán)重的微污染水也進(jìn)行了一些研究。日本、我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)以及國(guó)內(nèi)學(xué)者的實(shí)驗(yàn)研究 表明，采用生物轉(zhuǎn)盤預(yù)處理在適宜水力負(fù)荷下改善微污染水水質(zhì)是有效的。4微污染水深度處理技術(shù)深度處理通常是指在常規(guī)處理工藝后，采用適當(dāng)?shù)奈锢?、化學(xué)處理方法，將常規(guī) 處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除，從而提高和保證飲 用水水質(zhì)。目前的預(yù)處理技術(shù)主要有生物活性碳深度處理技術(shù)、臭氧-生物活性碳聯(lián) 用深度處理技術(shù)、膜處

7、理技術(shù)等。4.1生物活性碳深度處理技術(shù)目前國(guó)內(nèi)水處理使用的活性炭能比較有效地去除小分子有機(jī)物，卻難以去除大分 子有機(jī)物，所以活性炭孔的表面積得不到充分利用，使用周期縮短9。目前生物活性 碳被認(rèn)為是飲用水處理中去除有機(jī)物的有效方法，在歐洲已得到普遍應(yīng)用，但由于活 性碳的價(jià)格昂貴等而妨礙其推廣應(yīng)用。4.2臭氧-活性碳聯(lián)用深度處理技術(shù)臭氧-活性碳工藝是將活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧 滅菌消毒四種技術(shù)合為一體的工藝明。臭氧的強(qiáng)氧化能力是無(wú)庸質(zhì)疑的，它可以通過 破壞有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)以達(dá)到改變污染物質(zhì)的目的。臭氧對(duì)水中已經(jīng)形成的三氯甲烷沒 有去除作用。4.3膜法深度處理技術(shù)膜技術(shù)是

8、一種嚴(yán)格的物理的和絕對(duì)的分離技術(shù)，利用膜處理技術(shù)可以提供以前飲 用水處理設(shè)施從未達(dá)到的水質(zhì)和可靠的保證。與其他生物水處理工藝相比，膜生 物反應(yīng)器不僅對(duì)SS, COD等去除效率高而且可以去除NH3- N、細(xì)菌、病毒等，處理效 率高，出水可直接回用。在國(guó)內(nèi)，天津大學(xué)曾進(jìn)行了 PAC-MBR和PAC-絮凝-膜生物反應(yīng)器去除效果對(duì)比的 初步研究I區(qū)。5微污染水體的處理新技術(shù)5.1光氧化該法對(duì)處理難氧化物質(zhì)十分有效，且將紫外光輻射與臭氧結(jié)合使用，更能使氧化 速度大大提高。目前在水體微污染處理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用較多的光氧化有光激發(fā)氧化法和光 催化氧化法。前者多采用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑，在紫外光的照射下使污染

9、物 氧化分解口4；后者一般可分為均相和多相催化兩種類型。5.2大梯度磁濾技術(shù)此法是處理微污染水源水的一個(gè)新途徑，它對(duì)水中污染物質(zhì)去除的效果高，對(duì)濁 度、色度、細(xì)菌、重金屬及磷酸鹽等都有很好的去除效果，無(wú)論是夏季高濁時(shí)期還是 低溫低濁期間，處理后的水都能達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)水處理工藝相比，此法 去除有機(jī)物的效果顯著。5.3原位修復(fù)技術(shù)生物修復(fù)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是利用具有特殊生理生化功能的植物或特異微 生物在原位修復(fù)污染了的土壤或水體；二是應(yīng)用生物處理或生物循環(huán)過程，通過精心 設(shè)計(jì)與合理應(yīng)用來阻斷或減少污染源向環(huán)境的直接排放。生物修復(fù)的作用事將過去曾 受到污染的場(chǎng)所通過生物過程得以恢復(fù)或

10、清除新近排放的污染物。5.4生物活性濾池15濾池作為常規(guī)水處理工藝的最后一道防線，但當(dāng)著水質(zhì)把關(guān)的重要角色。常規(guī)過 濾能夠很好地去除水中懸浮物和膠體物質(zhì)，但對(duì)水中有機(jī)物等污染物的去除效果并不 佳。因此對(duì)常規(guī)過濾的強(qiáng)化措施之一即為生物活性濾池。這種處理技術(shù)是利用生物濾 料巨大的比表面積和大量微孔的吸附截污作用，以及濾料表面形成的一層生物膜的生 物降解作用來完成去除污染物的功能。綜上所述，無(wú)論是預(yù)處理技術(shù)還是深度處理技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為了揚(yáng)長(zhǎng)避 短，目前往往采用多種工藝的聯(lián)合技術(shù)。參考文獻(xiàn)劉宏遠(yuǎn)，張燕.飲用水強(qiáng)化處理技術(shù)及工程實(shí)例M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.4崔玉川，傅濤.我國(guó)水污染及

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