微污染水源水处理技术及工程应用

微污染水源水处理技术及工程应用

向伟

向伟

辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁省阜新市123000

【摘要】本文针对当前微污染水源水处理技术研究现状进行了分析，分别阐述了深度处理技术、新型处理技术的研究与发展现状，在此基础上，对未来这一技术领域的研究与发展方向进行了展望，进而为实现对微污染水源的高效处理奠定基础。只有不断的加大该研究领域的研究力度，才能够为实现对水资源的净化奠定基础，进而确保饮用水的安全性，并实现对自然环境的进一步保护。

【关键词】水污染；节能；环保；进展对策

一、微污染水源水质特点

微污染水源水一般是指水体受到有机物污染，部分水质指标超过GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准的水体。微污染水源水的污染指标以高锰酸盐指数（CODMn）和NH3-N为主，具有有机物综合指标值（以CODMn表示）较高、NH3-N浓度较高、嗅和味明显等特点。常规工艺处理后的出水水质难以达到饮用水水质标准，其水质问题主要有：①嗅阈值较高。色、嗅、味等感官性状有待提高。②常规处理工艺对NH3-N、CODMn去除能力有限。当原水NH3-N、CODMn较高时，出水中的NH3-N、CODMn等指标无法满足现有的生活饮用水卫生标准。③药耗、氯耗量较高。药耗量增大，在混凝工艺过程中可能产生铝和丙烯酰胺等副产物。此外，水厂加氯消毒的氯单耗长期居高不下，而微污染水中的有机物浓度较高，使得出厂水中产生消毒副产物的风险加大。

二、当前中国微污染水源水处理技术的研究现状

1、深度处理技术的研究现状

1.1膜过滤技术

膜技术的基本原理是在某种推动力作用下，利用原水中的水分子可以透过分离膜的能力，将水中色度、臭味、消毒副产物前体物质及其它有机物和微生物等去除，从而得到可以饮用的水。常用的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。刘婷等［24］采用臭氧预氧化-膜生物反应器工艺处理微污染水，对浊度、CODMn、DOC和UV254的平均去除率分别为99．3％、32．6％、18．7％、30．1％，整个系统对AOC的去除率为13．4％。吴启龙等［25］研究了新型陶瓷膜在不同孔径和操作压力下对藻细胞及叶绿素a的去除效果。结果表明，藻细胞都能得到完全去除，对叶绿素a的平均去除率约为96％，出水浊度稳定在0．12NTU以下，对CODMn的去除率为10％～20％。膜技术作为新的水处理技术越来越受到人们的重视，在微污染水处理中具有广阔的应用前景。

1.2臭氧－生物活性炭技术

臭氧－生物活性炭技术是将臭氧化学氧化、臭氧消毒、活性炭物理化学吸附、生物降解技术合为一体，也是当今国内外饮用水深度处理的主流工艺。采用臭氧－生物活性炭技术深度处理松花江微污染水源水。中试研究结果表明，臭氧预氧化具有助凝作用，从而节省混凝剂用量；同时臭氧氧化工艺的设置可以提高后续活性炭滤池的净水效果。研究了臭氧－生物活性炭给水中试装置深度处理南方某市Ⅲ~Ⅴ类微污染水源水。结果表明，臭氧－生物活性炭深度处理工艺出水中的营养性指标（NH3－N、TP、铁、锰、AOC），较常规处理工艺出水有了大幅度地降低，从而增强了饮用水的生物稳定性和安全性。近些年，臭氧－生物活性炭组合工艺在城市深度水厂中的应用较为广泛，并且对于饮用水水质的改善发挥了良好的作用。

1.3光催化氧化技术

这一技术是以太阳光线中的紫外线来实现对污染水源的净化处理，在此过程中，其能够将水中有毒害的物质转化成水等物质。当前，这一技术在国内尚处于研究阶段，并没有得到实践应用。其研究与发展的趋势为：（1）要实现对光催化剂的合理选用，进而在规避这一技术应用风险的基础上，提高其反应的效率；（2）要结合水体的实际状况来明确相应的处理方式，并进一步加大对反应器的研发，进而为实现这一技术的落实奠定基础；（3）要实现相关技术的进一步优化组合，以确保提高这一深度处理技术具备较高的应用价值。

2、新型处理技术

2.1生物预处理

生物预处理是在常规工艺之前对水中NH3-N和有机物预去除或转化的一种有效方法。目前研究应用的生物预处理工艺主要有生物接触氧化、生物膨胀床与流化床、生物转盘、生物流化床等。采用接触氧化-生物过滤组合工艺对微污染高浊度水源水进行预处理，组合工艺对CODMn和UV254的平均去除率分别为33．3％和23．4％。对生物滤池处理微污染水源水的处理性能进行了试验研究，试验结果表明：生物滤池对CODMn、UV254、NH3－N、TP和叶绿素a的平均去除率分别为18．77％、16．44％、11．94％、20．27％、38．74％。利用生物转盘和生物流化床等生物膜工艺对微污染水源水进行预处理，发现对藻类的去除率可达到50％～80％。通过生物预处理可降解有机物质，减少前体物质在水中的浓度。但是，生物预处理技术仍存在一次性投资成本高、占地面积大及微生物新陈代谢容易受温度的影响等缺点。生物预处理技术具有良好的处理效果，在微污染水源水预处理方面将会得到广泛应用。

2.2膜到生物反应器

这一处理技术将膜分离技术和生物处理单元相融合，进而以膜分离的形式来取代传统的固液态形式下的分离装置。使用这一技术能够将微污染水源中所含有的微生物进行隔离处置，这样就将水流进行了颗粒物除污处理，且这一技术不仅能够实现高效的处理，还能够降低占地面积，进而在提高水质的基础上，为实现这一技术的推广性使用奠定了基础。从目前这一技术的实践看，其已经被应用在水库等污水处理技术上。

2.3其他技术

当前，伴随着生物技术的不断发展，以固定化微生物技术来实现对微污染水源的处理已成为最新的发展趋势，同时国内在该技术上的研究实现了进一步的深入，很多新型的处理技术也相继的诞生，并为实现对微污染水源水的有效处理奠定了基础。

2.4化学氧化预处理

化学氧化预处理技术的原理是利用氧化作用，使得物质的结构遭到破坏，从而可以转化或者分解该物质，降低目标物浓度及其毒性，同时减轻后续处理工艺负荷的方法。常用的氧化剂有氯气、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧、高锰酸钾等。有学者研究发现二氧化氯、次氯酸钠具有很强的氧化、消毒能力，且生成的消毒副产物远低于氯气，可替代氯气进行预氧化。利用臭氧陶瓷膜组合工艺处理受有机物污染的水，对原水中CODMn的去除率为26．1％～55．0％，同时臭氧预氧化也可以很好地去除UV254。化学氧化预处理技术在微污染水源水处理中逐渐受到重视，应用前景广阔。

结束语

目前随着经济的发展以及人们生活质量的不断提高，进而已经是越来越关注水质的问题，同时健康的水能够带个人们更好的保障。在传统污水处理的技术已经是不能够满足人员对饮用水的需要，因此更加高效的微污染水源水处理技术已经是成为研究人员的研究目标，最近的几年来我国研究人员已经是做出了深入的研究，并且所取得效果也比较理想，然而随着科技的不断发展深度的处理工艺将会得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1]胡贵州.微涡流强化混凝技术处理孔目湖微污染原水研究[D].华东交通大学，2014.

[2]田琳.强化混凝—超滤工艺在微污染水源水处理中的应用研究[D].济南大学，2014.

[3]刘逸梦.沸石生物滤池在处理微污染水源水中的应用[D].山东大学，2014.

[4]刘思宇，张可方，张立秋，张朝升.微污染水源水处理技术研究新进展[J].华南地震，2014，S1：143-147+179.