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摘要：水在人们生活和生产活动中占有重要的地位，无论何时何地都要保证水量的充裕，水质的合格，而且不仅要满足近期的需要，还要兼顾到今后的发展。给水预处理是水处理中保证水质合格的重要工艺单元，主要是指在常规处理工艺前面采用物理、化学或生物的处理方法，对水中的污染物进行初级处理，使常规处理工艺发挥更好的作用，减轻后续处理工艺的负担，改善和提高出厂水水质。常用的给水预处理技术化学法如臭氧或高锰酸钾氧化法，物理法如粉末活性炭吸附法，生物法如生物氧化法等。预处技术不仅可以提高出水水质，而且可以简化后续水处理工艺，所以新的预处理方法还在继续探索当中。
关键字：预处理技术，化学法，物理法
中图分类号：TK223.5文献标识码：A
一、前言
水是生命之源，对于不受污染的天然的水源而言，饮用水的处理对象主要是去除水中的悬浮物、胶体和致病微生物。对此常规处理是十分有效的，但是水中往往含有多种有毒有害的物质，特别是致癌、致畸、致突变的“三致物质”以及“三致”的前体物质是很难用常规法去除的[1]。这些物质对人体存在相当大的危害，因此常常在常规处理前增加预处理。此外预处理技术还能兼具除味，除臭，除色的作用。总之，预处理不仅可以提高水质，保证人们饮用水的安全，还能提高常规处理或者深度处理的效率。
二、预处理方法
（一）、化学预氧化
化学预氧化法是利用氧化势较高的氧化剂来氧化分解或转化水中污染物，具有除臭、除味、去除还原性无机物、初步降解有机物的作用，并能灭活藻类和微生物，降低其对后续工艺的不利影响。化学预氧化对水中颗粒物的影响归为四类:1.单独预氧化颗粒物浓度、改变颗粒物尺寸分布；2.预氧化改善过滤阶段的颗粒物去除效果, 并延长滤池运行时间；3.预氧化影响金属盐类的混凝效率, 导致沉淀、气浮和快速过滤后总颗粒数减少, 浊度降低；4.预氧化影响混凝阶段溶解性有机物的去除，以及DOM与混凝化学药剂的作用。
氯是最早且应用最广泛的消毒、杀藻水处理剂，但由于会生成THMs和HAAs 等消毒副产物，且对藻类细胞释放的代谢物、藻毒素以及臭味物质等去除效果有限，同时预氯化会影响活性炭的吸附性能, 使活性炭碘吸附值略微降低，破坏活性炭的微孔结构，影响活性炭吸附相对分子质量小的物质的能力[4]，因此，水厂必须十分谨慎采用预氯化。氯氨预氧化在去除和控制消毒副产物生成势(THMP) 上与氯效果相同，但是，氯氨预处理更能持续杀灭细菌等有机體。与氯相比，ClO2预氧化具有更好的除藻、去臭的能力。
此外，高锰酸钾也是一种常用的强氧化剂，用于去除水中铁、锰、臭味、色度等。高锰酸钾对水中溶解性锰的去除取决于混凝阶段的pH。虽然目前未发现高锰酸钾预氧化生成规定的副产物，但是高锰酸钾氧化增加了腐殖酸和其他亲水物质的碳不饱和双键的含量，使其卤代活性增加，而使富里酸和亲水酸的不饱和双键的含量降低，从而降低了其卤代活性。与高锰酸钾相比，高锰酸盐具有更好助凝、除藻作用。
（二）、物理预氧化
粉末活性炭作为一种提高出水水质和应对原水突发性污染的有效措施，专家已经进行了深入研究，并在国内外水厂中得到广泛应用。主要依靠分子力引起，在一定条件下可以发生解吸。容易受温度，pH，时间，浓度等多种因素影响。针对水中主要致臭物质的研究表明，PAC吸附对臭味物质的去除主要生在前一小时内，而且煤质PAC对MIB有更高的去除率，但余氯和有机物的存在降低PAC对臭味物质的吸附容量。当混凝过程中生成的絮体尺寸与粉末活性炭尺寸相当时，粉末活性炭除臭效果最佳。除了对臭味物质有很强的吸附效果， 粉末活性炭可有效去除水中的微囊藻毒素。
紫外技术近年来在污水处理和饮用水处理方面均有较广泛的应用，但在饮用水处理中的应用目前还仅限于后续工艺的消毒阶段。紫外线杀菌就是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA结构，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。紫外线是以电磁辐射光谱的形式存在的, 因此它的效力基本不受化学水质参数的限制[5]，例如，水中的pH、温度、碱度和总无机碳均不影响紫外线作用的总体效力。水中存在的某些溶解或悬浮物质会对微生物起屏蔽作用，而使其不受紫外线作用，紫外线杀菌属于纯物理消毒方法，具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点，新型紫外线灯管的推出，其应用范围也不断在扩大。
（三）、生物预处理
生物接触氧化法就是在常规物理化学处理工艺前增设生物处理装置并辅以曝气充氧，借助于这套装置中富集微生物群体的新陈代谢去吸收、分解和利用水源中的各种污染物，它又被称为浸没生物滤池[5]。既可以改善了水的混凝沉淀性能，使后续常规工艺顺利进行，又减少了水中的“三致”物前体物的量, 降低了致突变活性, 改善了出水水质量, 减少了细菌在配水管网中重新滋生的可能性。在运行过程中容易受到多种因素的影响如水温，滤速，生物种类等[7]。但是，目前限制该工艺发展的因素有很多，例如在运行过程中需增设曝气设备和填料冲洗设备；反应条件较严格；与常规工艺比，需要一定的成熟期。综上所述，若选择生物处理工艺，并且使其达到预期的处理效果，就应该更加深入了解微生物种类及其相互作用关系、生长环境条件、变迁规律及其控制因素等。
（四）、预处理方法的组合使用
现实生活中的污水一般成分复杂，往往需要叠加使用两种或以上的预处理工艺来保证处理效果。通过大量的实际研究和探索，对不同的预处理技术组合只用，可有效提高对CODMn、氨氮和亚硝态氮的去除效果。高锰酸钾和臭氧的组合氧化要比单独使用臭氧氧化更能适应水力和水质条件的变化，pH的适应范围更宽；在高锰酸钾和预氯化联用方面, 联合消毒能高于单独投加高锰酸钾的情况，并且在降低微生物指标上二者联用具有协同作用，同时能减少60%消毒副产物等等。
总结
如今，各国经济蓬勃发展所带来的环境问题日趋严峻，尤其是水源污染，从而影响到饮用水质，直接影响到人们的身体健康。国内外研究表明目前多种疾病，痢疾、伤寒、癌症等均与饮用水有关，所以提高饮用水质刻不容缓。给水预处理技术的发展将会在未来发挥更重要的作用。
参考文献：
[1]张自杰，顾夏声.给水工程.中国建筑工业出版社.
[2]刘卫华，季民，杨洁，等. 高藻水中污染物氧化降解及卤代烃生成的控制. 中国环境科学.
[3]张红专, 高乃云, 王海亮, 等. 给水预臭氧化与预氯化对比试验研究. 给水排水
[4]孙国芬,乔铁军. 预氯化对生物活性炭滤池运行的影响. 净水技术, 2007, 2
[5]紫外线给水预处理技术的试脸研究 刘茜张金松尤作亮 深圳市水务(集团)有限公司水技术研究所
[6]给水生物预处理工艺中生物相变迁规律及作用李伟英( 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092第15 卷，第2 期
[7]生物滤池作为给水预处理的初步研究。罗祥麒，胡家俊 同济大学
关键字：预处理技术，化学法，物理法
中图分类号：TK223.5文献标识码：A
一、前言
水是生命之源，对于不受污染的天然的水源而言，饮用水的处理对象主要是去除水中的悬浮物、胶体和致病微生物。对此常规处理是十分有效的，但是水中往往含有多种有毒有害的物质，特别是致癌、致畸、致突变的“三致物质”以及“三致”的前体物质是很难用常规法去除的[1]。这些物质对人体存在相当大的危害，因此常常在常规处理前增加预处理。此外预处理技术还能兼具除味，除臭，除色的作用。总之，预处理不仅可以提高水质，保证人们饮用水的安全，还能提高常规处理或者深度处理的效率。
二、预处理方法
（一）、化学预氧化
化学预氧化法是利用氧化势较高的氧化剂来氧化分解或转化水中污染物，具有除臭、除味、去除还原性无机物、初步降解有机物的作用，并能灭活藻类和微生物，降低其对后续工艺的不利影响。化学预氧化对水中颗粒物的影响归为四类:1.单独预氧化颗粒物浓度、改变颗粒物尺寸分布；2.预氧化改善过滤阶段的颗粒物去除效果, 并延长滤池运行时间；3.预氧化影响金属盐类的混凝效率, 导致沉淀、气浮和快速过滤后总颗粒数减少, 浊度降低；4.预氧化影响混凝阶段溶解性有机物的去除，以及DOM与混凝化学药剂的作用。
氯是最早且应用最广泛的消毒、杀藻水处理剂，但由于会生成THMs和HAAs 等消毒副产物，且对藻类细胞释放的代谢物、藻毒素以及臭味物质等去除效果有限，同时预氯化会影响活性炭的吸附性能, 使活性炭碘吸附值略微降低，破坏活性炭的微孔结构，影响活性炭吸附相对分子质量小的物质的能力[4]，因此，水厂必须十分谨慎采用预氯化。氯氨预氧化在去除和控制消毒副产物生成势(THMP) 上与氯效果相同，但是，氯氨预处理更能持续杀灭细菌等有机體。与氯相比，ClO2预氧化具有更好的除藻、去臭的能力。
此外，高锰酸钾也是一种常用的强氧化剂，用于去除水中铁、锰、臭味、色度等。高锰酸钾对水中溶解性锰的去除取决于混凝阶段的pH。虽然目前未发现高锰酸钾预氧化生成规定的副产物，但是高锰酸钾氧化增加了腐殖酸和其他亲水物质的碳不饱和双键的含量，使其卤代活性增加，而使富里酸和亲水酸的不饱和双键的含量降低，从而降低了其卤代活性。与高锰酸钾相比，高锰酸盐具有更好助凝、除藻作用。
（二）、物理预氧化
粉末活性炭作为一种提高出水水质和应对原水突发性污染的有效措施，专家已经进行了深入研究，并在国内外水厂中得到广泛应用。主要依靠分子力引起，在一定条件下可以发生解吸。容易受温度，pH，时间，浓度等多种因素影响。针对水中主要致臭物质的研究表明，PAC吸附对臭味物质的去除主要生在前一小时内，而且煤质PAC对MIB有更高的去除率，但余氯和有机物的存在降低PAC对臭味物质的吸附容量。当混凝过程中生成的絮体尺寸与粉末活性炭尺寸相当时，粉末活性炭除臭效果最佳。除了对臭味物质有很强的吸附效果， 粉末活性炭可有效去除水中的微囊藻毒素。
紫外技术近年来在污水处理和饮用水处理方面均有较广泛的应用，但在饮用水处理中的应用目前还仅限于后续工艺的消毒阶段。紫外线杀菌就是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA结构，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。紫外线是以电磁辐射光谱的形式存在的, 因此它的效力基本不受化学水质参数的限制[5]，例如，水中的pH、温度、碱度和总无机碳均不影响紫外线作用的总体效力。水中存在的某些溶解或悬浮物质会对微生物起屏蔽作用，而使其不受紫外线作用，紫外线杀菌属于纯物理消毒方法，具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点，新型紫外线灯管的推出，其应用范围也不断在扩大。
（三）、生物预处理
生物接触氧化法就是在常规物理化学处理工艺前增设生物处理装置并辅以曝气充氧，借助于这套装置中富集微生物群体的新陈代谢去吸收、分解和利用水源中的各种污染物，它又被称为浸没生物滤池[5]。既可以改善了水的混凝沉淀性能，使后续常规工艺顺利进行，又减少了水中的“三致”物前体物的量, 降低了致突变活性, 改善了出水水质量, 减少了细菌在配水管网中重新滋生的可能性。在运行过程中容易受到多种因素的影响如水温，滤速，生物种类等[7]。但是，目前限制该工艺发展的因素有很多，例如在运行过程中需增设曝气设备和填料冲洗设备；反应条件较严格；与常规工艺比，需要一定的成熟期。综上所述，若选择生物处理工艺，并且使其达到预期的处理效果，就应该更加深入了解微生物种类及其相互作用关系、生长环境条件、变迁规律及其控制因素等。
（四）、预处理方法的组合使用
现实生活中的污水一般成分复杂，往往需要叠加使用两种或以上的预处理工艺来保证处理效果。通过大量的实际研究和探索，对不同的预处理技术组合只用，可有效提高对CODMn、氨氮和亚硝态氮的去除效果。高锰酸钾和臭氧的组合氧化要比单独使用臭氧氧化更能适应水力和水质条件的变化，pH的适应范围更宽；在高锰酸钾和预氯化联用方面, 联合消毒能高于单独投加高锰酸钾的情况，并且在降低微生物指标上二者联用具有协同作用，同时能减少60%消毒副产物等等。
总结
如今，各国经济蓬勃发展所带来的环境问题日趋严峻，尤其是水源污染，从而影响到饮用水质，直接影响到人们的身体健康。国内外研究表明目前多种疾病，痢疾、伤寒、癌症等均与饮用水有关，所以提高饮用水质刻不容缓。给水预处理技术的发展将会在未来发挥更重要的作用。
参考文献：
[1]张自杰，顾夏声.给水工程.中国建筑工业出版社.
[2]刘卫华，季民，杨洁，等. 高藻水中污染物氧化降解及卤代烃生成的控制. 中国环境科学.
[3]张红专, 高乃云, 王海亮, 等. 给水预臭氧化与预氯化对比试验研究. 给水排水
[4]孙国芬,乔铁军. 预氯化对生物活性炭滤池运行的影响. 净水技术, 2007, 2
[5]紫外线给水预处理技术的试脸研究 刘茜张金松尤作亮 深圳市水务(集团)有限公司水技术研究所
[6]给水生物预处理工艺中生物相变迁规律及作用李伟英( 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092第15 卷，第2 期
[7]生物滤池作为给水预处理的初步研究。罗祥麒，胡家俊 同济大学