自來(lái)水廠水處理工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：我國(guó)飲用水水資源總儲(chǔ)量較多，但人均水資源占有量則處于較低水平。特別是當(dāng)前隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾越發(fā)激烈，我國(guó)各地流域內(nèi)的水體都受到不同程度的污染，源水水質(zhì)普遍較差，但社會(huì)發(fā)展過程中對(duì)供水需求仍然不斷增加，在這種情況下，為了能夠滿足人們對(duì)生活飲用水的需求，自來(lái)水廠通過加強(qiáng)管理，提高工藝水平，從而提升出廠水質(zhì)，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：自來(lái)水廠;水處理工藝技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

一、當(dāng)前我國(guó)水處理工藝的技術(shù)現(xiàn)狀

自來(lái)水廠通常分為進(jìn)、凈、送三個(gè)環(huán)節(jié)，其中凈水環(huán)節(jié)中包含混凝、沉淀、過濾、消毒四項(xiàng)凈水工藝，通常稱之為常規(guī)水處理工藝。水處理產(chǎn)生的污泥、污水，通過污泥處理工藝進(jìn)行泥水分離。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，供水需求量的增加，老舊水廠由于工藝設(shè)施、設(shè)備老化，額定產(chǎn)供水能力有所下降，不能滿足供水需求，需要進(jìn)行更新改造，另一方面，水務(wù)部門會(huì)通過供水區(qū)域的增加，針對(duì)性的建設(shè)新的水廠，來(lái)滿足供水需求量。但是，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的副產(chǎn)物就是環(huán)境的破壞，從而引發(fā)源水水質(zhì)惡化，相關(guān)部門通過源頭治理以改善源水水質(zhì)，國(guó)家針對(duì)北方水質(zhì)情況，以及京津翼一體化發(fā)展布局，開展了重大水利工程，南水北調(diào)工程順利承擔(dān)起供水任務(wù)。雖然一系列的重大舉措改善了源水水質(zhì)，但仍然存在水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，所以老舊水廠的更新改造以及新水廠通過強(qiáng)化原水預(yù)處理以及深度處理工藝來(lái)確保水質(zhì)安全。

1、原水預(yù)處理

1.1預(yù)氧化

主要采用預(yù)臭氧技術(shù)，預(yù)臭氧工程應(yīng)用中，其主要目的是助凝，必要時(shí)考慮強(qiáng)化去除藻類、嗅味、色度和有機(jī)污染物通過溶裂藻細(xì)胞殺藻，藻體破壞后釋放出的藻毒素也能部分被臭氧繼續(xù)分解去除，同時(shí)臭氧對(duì)去除由于藻類分泌物產(chǎn)生的異臭味有一定作用，其他還會(huì)使用高錳酸鹽預(yù)氧化技術(shù)及二氧化氯預(yù)氧化技術(shù)。

1.2預(yù)氯化

主要采用氯氣或次氯酸鈉預(yù)氯化技術(shù)。

1.3氣浮

通過水中氣泡粘附水中藻類，使其浮于池面，用刮渣機(jī)刮除。該方法主要去除藻類，對(duì)其他污染物無(wú)效果。

1.4生物預(yù)處理

指的是常規(guī)性的處理工藝之前，使用生物膜法，借助微生物的新陳代謝去除水中的污染物、亞硝酸氮等，令后續(xù)的常規(guī)處理工藝更加容易，減輕負(fù)擔(dān)，繼而有效改善飲用水整體質(zhì)量水平。

2、常規(guī)處理

通常利用混凝、沉淀、過濾、消毒，四項(xiàng)工藝環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化、提升。

2.1水中含有大量以膠體形式存在的粘土顆粒。由于這些粘土顆粒一般都帶有一定的負(fù)電荷，在靜電的相斥作用下，這些顆粒一般不易結(jié)大而沉淀。把一定量的礬溶液按比例混合到原水中，并在混合槽和反應(yīng)池中充分混合、反應(yīng)，凝聚成較大顆粒的礬花的過程稱為混凝。

2.2混凝階段形成的絮狀體依靠重力作用從水中分離出來(lái)的過程稱為沉淀，這個(gè)過程在沉淀池中進(jìn)行。沉淀池多數(shù)使用平流沉淀池、高密度沉淀池、脈沖沉淀池、氣浮池等。

2.3濾池濾料層去除懸浮物的過程，可分為遷移和粘附兩個(gè)步驟;①遷移：就是水流所挾帶的顆粒脫離水流流線，向?yàn)V料顆粒表面靠近的過程;②粘附：就是當(dāng)雜質(zhì)顆粒與濾料顆粒表面接近時(shí)，依靠力的作用附著于濾料顆粒表面的過程。

2.4滅活致病微生物的過程。消毒起到了保證成品水達(dá)到飲用水細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的作用，同時(shí)它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制細(xì)菌繁殖且預(yù)防污染。

3、深度處理

深度處理系統(tǒng)通常由臭氧發(fā)生系統(tǒng)和活性炭濾池組成，由臭氧發(fā)生系統(tǒng)制備臭氧，在活性炭濾池過濾時(shí)在池面產(chǎn)生生物膜，并通過物理及生物的方式吸附、降解水中的小分子有機(jī)污染物、去除色度、味和嗅等。比較多見的活性炭包括粉末活性炭以及顆粒活性炭?jī)煞N類型。其中粉末活性炭大多在原水預(yù)處理中使用。

4、污泥處理

污泥處理系統(tǒng)通常由污泥排水池、排泥池、濃縮池、均衡池和離心脫水系統(tǒng)組成。水廠在正常運(yùn)行時(shí)常規(guī)處理系統(tǒng)如濾池反沖洗、沉淀池排泥等會(huì)產(chǎn)生一定的污泥，通常這部分污泥通過污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行泥水回收、濃縮，最終實(shí)現(xiàn)泥水分離，離心水回用，泥餅進(jìn)行無(wú)害化處理。

二、自來(lái)水廠水處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)

1、近年來(lái)我國(guó)更關(guān)注居民的用水問題，加大了研究采用臭氧氧化、活性炭吸附的深度處理技術(shù)力度，現(xiàn)在我國(guó)有的城市已經(jīng)在水廠中選擇了這種工藝，成效較好。

2、現(xiàn)在出現(xiàn)了一種膜濾法，屬于一種高效分離技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)水的處理結(jié)果非常好。實(shí)施這種工藝的時(shí)候需要選擇人工合成或者天然的高分子薄膜作為介質(zhì)，借助其附加能量作為推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)過濾以及分離溶液的目的。除此之外，可以選擇微孔精濾膜能夠?qū)⑺蠢锩娴募?xì)菌以及濁度進(jìn)行有效去除，可以選擇超濾膜去除水源里的天然有機(jī)物或者病毒，可以選擇納濾膜去除水源中的消毒副產(chǎn)物和農(nóng)藥、鎂離子、鈣離子，可以選擇反滲透膜去除水源里的有機(jī)物、無(wú)機(jī)離子。近幾年來(lái)，由于科技、工藝的不斷發(fā)展大大降低膜工藝的成本，使得生活飲用水領(lǐng)域也能夠應(yīng)用該工藝。然而，這種工藝的應(yīng)用還是非常有限的，只應(yīng)用于一些瓶裝水處理系統(tǒng)或者優(yōu)質(zhì)水供應(yīng)系統(tǒng)中。相信在未來(lái)膜處理技術(shù)一定會(huì)獲得更大的發(fā)展，成本消耗會(huì)更低，這種工藝會(huì)更多地應(yīng)用于城市水廠中，因此膜處理技術(shù)的市場(chǎng)前景還是非常廣闊的。

3、未來(lái)水處理的發(fā)展方向可以是多元化的，往往一些概念性的處理工藝應(yīng)運(yùn)而生。水處理中的鹽類大多是以離子（帶正電或負(fù)電）的狀態(tài)存在。電吸附除鹽技術(shù)的基本思想就是通過施加外加電壓形成靜電場(chǎng)，強(qiáng)制離子向帶有相反電荷的電極處移動(dòng)，使離子在雙電層內(nèi)富集，大大降低溶液本體濃度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液的除鹽。

三、結(jié)語(yǔ)

由于常規(guī)水處理工藝具有較強(qiáng)的操作性，而且實(shí)際應(yīng)用中效果較為明顯，技術(shù)成熟，所以目前我國(guó)自來(lái)水廠在水處理中還主要以常規(guī)水處理工藝為主。但這種處理工藝還有優(yōu)化的空間，隨著全面建成小康社會(huì)步伐的推進(jìn)，人民對(duì)美好生活的向往，本著以人民為中心的發(fā)展思想，提升水質(zhì)、提升口感成為自來(lái)水職工的首要任務(wù)，所以需要加快推動(dòng)深度處理技術(shù)在自來(lái)水廠的應(yīng)用，從而有效的提高水資源的利用率，確保為人民群眾提供高質(zhì)量的生活飲用水。

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（作者單位：天津津?yàn)I威立雅水業(yè)有限公司）

作者簡(jiǎn)介： 張皓? 1985年1月 男 漢 工程師 研究方向： 水廠工藝管理。