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1引言
当前人类社会的发展以及生活都与水资源有着密切联系“所以对人类来说对水的需求是非常重要的。然而在实际生活当中“水资源一直相当匮乏是在一种极为短缺的现实状态”还有在水的污染方面也变得愈加的严重起来”所以不少处理水的传统技术并不可以满足完全净化一切水资源的要求“不能完全净化的水对当代社会中的人来讲必然是不能及格的。除此之外”在水质方面人们对其也有着愈加的严格的高要求”这一点根据我国零七年开始施行(生活饮用水标准)的新规范的此举措能够观察出”把零七年的新规范和八五年的卫生饮用水标准做一下比较”很容易观察出:在消毒、微生物以及有机物这些层面上有着更为严厉的规定”同时2007年的新规范也对出水水质的合格标准明确了新的要求”而这些愈加严格的高标准使得处理水的传统技术逐渐不再可以对发展现今社会的需要所满足。为了让出水的水质能够达到要求”自来水厂在水工艺的常规化前提之下又新添加了进行深度处理的一个环节”来希望可以达到社会目前规定的水质的标准。2深度处理工艺概述
深度处理工艺一般设置在常规处理工艺之后,主要目的是为了进一步有效的去除水中有机污染物或者增强常规处理工艺去除效果。活性炭吸附、离子交换、臭氧活性炭联用、膜分离和深度氧化等是目前较为常用的深度处理工艺。
3深度处理技术执行的关键性
目前,常规的水处理工艺主要有混凝、絮凝、沉淀、过滤、消毒等工艺,通过投加药剂和物理沉淀、过滤等方式去除原水中的悬浮颗粒、浊度、色度,杀灭水中大部分的有害病原微生物,从而保证饮用水的基本安全。
由于近年来我国各地的饮用水水源普遍受到生活污水和工业废水的污染,使得原水中有机物和氨氮含量增加,原水带色、带味,水质变差。常规水处理工艺对这类原水的净化能力有限,处理后的出水中有机物和氨氮浓度仍较高,水质不达标且有异味。同时在原水处理过程中为有效消毒提高了氯投加量,相应消毒副产物(如三卤甲烷、卤乙酸等)的产生量也随之增加,这在一定程度上提高了饮用水的致癌风险,对人体健康构成了潜在的威胁。
2007年7月国家实施了《生活饮用水卫生标准》新标准,较之1985年的饮用水卫生规范,加强了对有机物、微生物和消毒等方面的要求,规定水质指标由35项增加至106项。这对水厂的水质净化工艺提出了更高更严格的要求。随着水源水质的不断恶化和新污染物的产生、水质标准的不断提高,采用常规工艺处理后的出水已不能满足饮用水水质的要求。因此,在常规工艺后增加深度处理工艺是很有必要的。
4深度处理的常见技术分析
深度处理工艺一般是在常规处理工艺之后进行的,这是为了保证常规处理工艺无法净化掉的一些杂质能够通过进一步的处理被消除,从而提高出水水质的标准。下文介绍三种在自来水厂常见的深度处理工艺:活性炭吸附及组合工艺、深度氧化处理工艺和膜分离处理工艺。
4.1活性炭吸附及组合工艺
4.1.1活性炭吸附工艺。活性炭吸附工艺一般很单独使用,它利用的是活性炭的孔隙结构和比表面积,活性炭所独有的孔隙结构和巨大的比表面积能够很大程度地吸附水中溶解的有机物,如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等。同时它对于很多其他方法难以取出的有机物也有很好的去除作用,例如利用生物法无法去除在水中溶解的合成染料、胺类化合物、除草剂以及许多人工合成的有机化合物,但是利用活性炭吸附技术就可以很好地解决掉这一类污染物,提高水的纯净度。
4.2深度氧化处理工艺
由于臭氧具有强氧化能力,所以臭氧成为了目前使用最广泛的氧化剂,被广泛运用于需要彻底杀灭致病微生物的污染水中,但是虽然臭氧不会产生消毒副产物,却会在氧化处理中生成难以更进一步处理的氧化副产物,同时也有可能导致细菌的大量繁殖,使得出水的水质不适宜饮用,所以整个深度氧化处理过程中氧化剂的投入被分成了三种方式:预氧化、中间氧化及末端消毒。预氧化的目的是去除无机矿化物、色度、浊度、悬浮物以及一些味道,同时还有降解一些天然有机物、灭活微生物、强化凝聚絮凝效果的作用。而中间氧化是为了杀灭致病污染物,将一些有机物变得更加容易去除。末端消毒是为了使细菌以及氧化副产物形成达到最少化。深度氧化工艺技术(AOPs)与臭氧氧化工艺有一定的相似性,但是深度氧化工艺技术的工作原理与臭氧氧化并不相同,深度氧化工艺技术需要在高温高压、光辐射、催化剂等条件下,将污染水中存在的那些难降解的大分子有机物由具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)进行氧化,最终大分子有机物被氧化成低毒或无毒的小分子物质。这种深度氧化的方式既不会像单一化学氧化剂氧化一样产生消毒副产物的二次污染,又更加地节省了时间,且与采用单一化学氧化剂如O3、H2O2和Cl2等氧化剂相比,APOs技术通常不会对设备有高要求,且拥有更加简单的使污染物变得无害(变成H2O和CO2)的操作过程,因而深度氧化工艺技术在自来水厂进行深度处理时大肆运用也变得极为正常。
4.3膜分离处理工艺
在以上自来水厂深度处理工艺中,膜分离技术被称为“21世纪最有前途、最有发展前景的重大高新技术之一”,由此可以看出膜分离技术在自来水厂深度处理工艺未来发展的使用率将是不断上升的。膜分离技术的原理其实就是在处理水资源时,利用水溶液中的水分子具有透过分离膜的能力,但是溶质或其他杂质并不具有透过分离膜这一能力,从而将水分子和杂质在外力作用下分离开来,最终得到水质较高的纯净水。从原理分析可以看出膜分离技术的使用效率较其他深度处理工艺高,且工艺流程较短,同时获取质量更加稳定可靠的水质,单从原理出发,这种深度处理工艺具有极大的发展空间。但是不同的产业拥有不同的水质要求,为了满足不同产业的需求膜分离技术,根据滤孔的大小被分为微滤、超滤和纳滤。
微滤是以微滤膜为介质,以静压差为推动力,截留溶液中微米及亚微米级的细小悬浮物、微生物、藻类、细菌等,一般被分离粒子的直径范围为0.1 um-10 u m。微滤属于精密过滤,具有高效、方便及经济的特点。超滤膜工作原理与微滤相同,由于其膜孔径在0.1um至5nm之间,小于微滤膜孔径,因此,其过滤精度高于微滤,实际操作压力也比微滤略高。
超滤主要是从液相物质中分离大分子物质、胶体分散液以及乳液,能去除分子量大于1000以上的有机物、微生物(包括两虫、细菌和病毒)。因为两虫(隐孢子虫和贾第虫)具有抗氯性,是目前饮用水处理中倍受关注的致病微生物,因此超滤对两虫的去除可以有效保证饮用水的微生物学安全性。同时超滤可以充分保证浊度物质的去除,解决目前常规处理对浊度去除不充分的问题。
纳滤膜孔径在1-10nm,介于反渗透膜和微滤膜之间,能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,耐酸碱、高温。主要用于去除水中的痕量挥发性有机物、色度、三致物质、三氯甲烷等消毒副产物,脱除水的硬度,在低压条件下实现水的软化及脱盐,保证饮用水的生物稳定性。
5结语
总而言之,由于饮用水源中污染物的增加和人们对水质要求的提高,利用常规水处理工艺处理后的饮用水很難达到现行的水质标准,这就要求城市给水厂改善水处理工艺,增强深度处理工艺的应用,以进一步改善水质,满足人们生产生活用水、保障人们的饮水安全。
当前人类社会的发展以及生活都与水资源有着密切联系“所以对人类来说对水的需求是非常重要的。然而在实际生活当中“水资源一直相当匮乏是在一种极为短缺的现实状态”还有在水的污染方面也变得愈加的严重起来”所以不少处理水的传统技术并不可以满足完全净化一切水资源的要求“不能完全净化的水对当代社会中的人来讲必然是不能及格的。除此之外”在水质方面人们对其也有着愈加的严格的高要求”这一点根据我国零七年开始施行(生活饮用水标准)的新规范的此举措能够观察出”把零七年的新规范和八五年的卫生饮用水标准做一下比较”很容易观察出:在消毒、微生物以及有机物这些层面上有着更为严厉的规定”同时2007年的新规范也对出水水质的合格标准明确了新的要求”而这些愈加严格的高标准使得处理水的传统技术逐渐不再可以对发展现今社会的需要所满足。为了让出水的水质能够达到要求”自来水厂在水工艺的常规化前提之下又新添加了进行深度处理的一个环节”来希望可以达到社会目前规定的水质的标准。2深度处理工艺概述
深度处理工艺一般设置在常规处理工艺之后,主要目的是为了进一步有效的去除水中有机污染物或者增强常规处理工艺去除效果。活性炭吸附、离子交换、臭氧活性炭联用、膜分离和深度氧化等是目前较为常用的深度处理工艺。
3深度处理技术执行的关键性
目前,常规的水处理工艺主要有混凝、絮凝、沉淀、过滤、消毒等工艺,通过投加药剂和物理沉淀、过滤等方式去除原水中的悬浮颗粒、浊度、色度,杀灭水中大部分的有害病原微生物,从而保证饮用水的基本安全。
由于近年来我国各地的饮用水水源普遍受到生活污水和工业废水的污染,使得原水中有机物和氨氮含量增加,原水带色、带味,水质变差。常规水处理工艺对这类原水的净化能力有限,处理后的出水中有机物和氨氮浓度仍较高,水质不达标且有异味。同时在原水处理过程中为有效消毒提高了氯投加量,相应消毒副产物(如三卤甲烷、卤乙酸等)的产生量也随之增加,这在一定程度上提高了饮用水的致癌风险,对人体健康构成了潜在的威胁。
2007年7月国家实施了《生活饮用水卫生标准》新标准,较之1985年的饮用水卫生规范,加强了对有机物、微生物和消毒等方面的要求,规定水质指标由35项增加至106项。这对水厂的水质净化工艺提出了更高更严格的要求。随着水源水质的不断恶化和新污染物的产生、水质标准的不断提高,采用常规工艺处理后的出水已不能满足饮用水水质的要求。因此,在常规工艺后增加深度处理工艺是很有必要的。
4深度处理的常见技术分析
深度处理工艺一般是在常规处理工艺之后进行的,这是为了保证常规处理工艺无法净化掉的一些杂质能够通过进一步的处理被消除,从而提高出水水质的标准。下文介绍三种在自来水厂常见的深度处理工艺:活性炭吸附及组合工艺、深度氧化处理工艺和膜分离处理工艺。
4.1活性炭吸附及组合工艺
4.1.1活性炭吸附工艺。活性炭吸附工艺一般很单独使用,它利用的是活性炭的孔隙结构和比表面积,活性炭所独有的孔隙结构和巨大的比表面积能够很大程度地吸附水中溶解的有机物,如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等。同时它对于很多其他方法难以取出的有机物也有很好的去除作用,例如利用生物法无法去除在水中溶解的合成染料、胺类化合物、除草剂以及许多人工合成的有机化合物,但是利用活性炭吸附技术就可以很好地解决掉这一类污染物,提高水的纯净度。
4.2深度氧化处理工艺
由于臭氧具有强氧化能力,所以臭氧成为了目前使用最广泛的氧化剂,被广泛运用于需要彻底杀灭致病微生物的污染水中,但是虽然臭氧不会产生消毒副产物,却会在氧化处理中生成难以更进一步处理的氧化副产物,同时也有可能导致细菌的大量繁殖,使得出水的水质不适宜饮用,所以整个深度氧化处理过程中氧化剂的投入被分成了三种方式:预氧化、中间氧化及末端消毒。预氧化的目的是去除无机矿化物、色度、浊度、悬浮物以及一些味道,同时还有降解一些天然有机物、灭活微生物、强化凝聚絮凝效果的作用。而中间氧化是为了杀灭致病污染物,将一些有机物变得更加容易去除。末端消毒是为了使细菌以及氧化副产物形成达到最少化。深度氧化工艺技术(AOPs)与臭氧氧化工艺有一定的相似性,但是深度氧化工艺技术的工作原理与臭氧氧化并不相同,深度氧化工艺技术需要在高温高压、光辐射、催化剂等条件下,将污染水中存在的那些难降解的大分子有机物由具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)进行氧化,最终大分子有机物被氧化成低毒或无毒的小分子物质。这种深度氧化的方式既不会像单一化学氧化剂氧化一样产生消毒副产物的二次污染,又更加地节省了时间,且与采用单一化学氧化剂如O3、H2O2和Cl2等氧化剂相比,APOs技术通常不会对设备有高要求,且拥有更加简单的使污染物变得无害(变成H2O和CO2)的操作过程,因而深度氧化工艺技术在自来水厂进行深度处理时大肆运用也变得极为正常。
4.3膜分离处理工艺
在以上自来水厂深度处理工艺中,膜分离技术被称为“21世纪最有前途、最有发展前景的重大高新技术之一”,由此可以看出膜分离技术在自来水厂深度处理工艺未来发展的使用率将是不断上升的。膜分离技术的原理其实就是在处理水资源时,利用水溶液中的水分子具有透过分离膜的能力,但是溶质或其他杂质并不具有透过分离膜这一能力,从而将水分子和杂质在外力作用下分离开来,最终得到水质较高的纯净水。从原理分析可以看出膜分离技术的使用效率较其他深度处理工艺高,且工艺流程较短,同时获取质量更加稳定可靠的水质,单从原理出发,这种深度处理工艺具有极大的发展空间。但是不同的产业拥有不同的水质要求,为了满足不同产业的需求膜分离技术,根据滤孔的大小被分为微滤、超滤和纳滤。
微滤是以微滤膜为介质,以静压差为推动力,截留溶液中微米及亚微米级的细小悬浮物、微生物、藻类、细菌等,一般被分离粒子的直径范围为0.1 um-10 u m。微滤属于精密过滤,具有高效、方便及经济的特点。超滤膜工作原理与微滤相同,由于其膜孔径在0.1um至5nm之间,小于微滤膜孔径,因此,其过滤精度高于微滤,实际操作压力也比微滤略高。
超滤主要是从液相物质中分离大分子物质、胶体分散液以及乳液,能去除分子量大于1000以上的有机物、微生物(包括两虫、细菌和病毒)。因为两虫(隐孢子虫和贾第虫)具有抗氯性,是目前饮用水处理中倍受关注的致病微生物,因此超滤对两虫的去除可以有效保证饮用水的微生物学安全性。同时超滤可以充分保证浊度物质的去除,解决目前常规处理对浊度去除不充分的问题。
纳滤膜孔径在1-10nm,介于反渗透膜和微滤膜之间,能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,耐酸碱、高温。主要用于去除水中的痕量挥发性有机物、色度、三致物质、三氯甲烷等消毒副产物,脱除水的硬度,在低压条件下实现水的软化及脱盐,保证饮用水的生物稳定性。
5结语
总而言之,由于饮用水源中污染物的增加和人们对水质要求的提高,利用常规水处理工艺处理后的饮用水很難达到现行的水质标准,这就要求城市给水厂改善水处理工艺,增强深度处理工艺的应用,以进一步改善水质,满足人们生产生活用水、保障人们的饮水安全。