论文部分内容阅读
【摘要】随着社会的进步，水源的污染问题日益的严重。本文分析了微污染水源的若干问题，分析了当下处理微污染水源的各种技术，同时，也对未来的微污染水源处理技术有了展望和设想。
【关键词】微污染水源；水处理；技术；进展；对策
中图分类号：TU94+3.1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
人类的进步和工业的发展让人们的水质受到了很大的影响，微污染水源的面积越来越大，如果不能够很好的控制微污染水源，对其进行科学的技术处理，人来的水质将会受到很大的影响。因此，展开对微污染水源处理技术的探讨很有意义。
二、微污染水源概念
水源和饮用水中能够测得的微量污染物质的种类也不断增加，人们在饮用水的水质净化中又碰到了新问题。针对源水中出现的新污染问题，人们就开始着手对水质净化的新技术进行了研究，并且已经有很多技术在实际生产中应用，取得了较好的效果。
由于工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大，人们在生活和生产过程中排放出来的污染物对源水水质的污染已经愈演愈剧，源水受污染的程度越来越严重，水中有机物质逐渐增多。从20世纪60年代以来，不少地区饮用水水源水质日益恶化。
三、微污染水源水处理技术
1、微污染水源水生物预处理法
生物预处理是指在常规净水工艺之前增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中的污染物。目前饮用水中采用的生物反应器大多数是生物膜类型的，其形式大致可归纳为以下几种类型：生物接触氧化、淹没式生物滤池，生物塔滤，生物流化床和生物转盘等。 （一）生物接触氧化法
生物接触氧化法又叫做浸没式生物膜法，即是在池内设置人工合成填料，经过充氧的水以一定的速度流经填料，使填料上长满生物膜，水体与生物膜接触过程中，通过生物净化的作用使水中污染物质得到降解与去除。
生物接触氧化法的主要優点是处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少；缺点是填料间水流缓慢，水力冲刷小，生物膜更新速度慢，某些填料价格贵，且易引起堵塞，布水布气不易达到均匀。 （二）淹没式生物滤池
生物滤池是目前生产上常用的生物处理方法，有淹没式生物滤池、煤/砂生物过滤及慢滤池等。常用的生物填料有卵石、砂、无烟煤、活性炭、陶粒等。滤池中装有比表面积较大的颗粒填料，填料表面形成固定生物膜，水流经生物膜的不断接触过程中使水中有机物、氨氮等营养物质被生物膜吸收利用而去除，同时颗粒填料滤层还发挥着物理筛滤截留作用。该工艺的特点是运行费用低，处理效果稳定，污染物去除效果好，污泥产量少，且受外界环境变化的影响较小，能全面净化、改善水质，降低后续传统处理的混凝剂与消毒剂氯的投加量。但运行一定时间的生物滤池易出现填料堵塞、曝气不均匀的现象，需要进行周期性的反冲洗。
（三）生物塔滤
塔式生物滤池的净化作用也是通过填料表面的生物膜的新陈代谢活动来实现的。与普通生物滤池相比，生物塔滤滤池高，分层放置填料，通风良好，溶解氧充足。塔式滤具有负荷高、产水量大、占地面积小，对冲击负荷水量和水质的突变适应性较强优点。缺点是动力消耗较大，基建投资高，运行管理不便。
（四）生物转盘反应器
生物转盘的特点：生物膜能够周期的运行于空气与水相两者之中，微生物能直接从大气中吸收需要的氧气，使生物过程更为有利的进行。转盘上的生物膜生长面积大，生物量丰富，不存在堵塞情况，有较好的耐冲击负荷的能力，脱落膜易于清理处置。但存在生物氧化接触时间较长，构筑物占地面积大，盘片价格较贵，基建投资高的缺点。
（五）生物流化床
在流化床反应器中，生物膜是均匀分布的，生物膜与营养基质接触几率的增加改进了传质效果，基质在液相和生物膜之间的转移加快，从而使生物氧化在更快的反应器速度下进行。 生物流化床的应用，解决了固定填料床中常出现的堵塞问题，但由于保持流化状态消耗的动力费用较高，且维护管理较复杂，在运行中有时还会出现流化介质跑料现象。
2、微污染水源水深度处理技术
深度处理通常是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。
（一）活性炭吸附
活性炭（GAC）是一种多孔性物质，其中由微孔构成的内表面积约占总面积的95%以上,过渡孔和大孔仅占5%左右。活性炭对有机物的去除主要靠微孔吸附作用，可经济有效的去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药及其它人工合成有机物。但活性炭吸附性能受其本身特性和吸附质性质的影响，且随炭使用时间的延长，吸附效果也会下降。有试验表明[3]，活性炭对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果，而对分子量小于500和大于3000的有机物去除效果差。
（二）臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂，其在水处理中的应用比活性炭早。当时的主要目的是去除水中的色度和嗅味。由于臭氧具有很强的氧化能力，它可以破坏有机污染物的分子结构以达到改变污染物质的目的。臭氧预处理的水再经氯化消毒，水中“三致”物质可能低于未预处理的水，也可能更高，其效果视水质而定，这是因为臭氧副产物，如醛、酮、醇、过氧化物氯化会产生三卤甲烷。
（三）臭氧活性炭 臭氧活性炭采取先臭氧后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，这样可以扬长避短。臭氧将水中一部分有机物氧化成CO2和H2O，将有机大分子分解成中间产物，改善了有机物的可生化性及吸附性，炭床中大量好氧微生物对有机物进行降解，提高了处理效率，延长了炭的使用寿命。有试验表明，活性炭对原水中所含的高分子和富里酸吸附效果不佳，但经臭氧氧化分解成小分子物质后，活性炭的去除率明显提高，但分子量如果过小也不利于活性炭的吸附。
四、对各种处理技术的分析
笔者认为，物理、化学法处理效率较高。尤其是各种联用技术的开发，能有效的去除一些难降解有机物，经过高效氧化，水中的绝大部分的有机物被去除，能有效地降低饮用水致突变的活性。但这种方法也有其弊端，主要表现在设备都相对复杂，操作条件要求高，成本较高。经过权衡比较，生物预处理技术算得上经济有效且比较安全的方法。主要表现为:
1.通过降解BOM，它降低了输水管网中菌群的生长的可能性，从而很少的消耗消毒剂.
2.降低THMs的形成提供便利。
3.通过降低Zeta电位，有效地减少对混凝剂的消耗。
4.其对NH3—N有比较好的处理效果，尤其在它与传统工艺的混合使用后，对降低饮用水致突变活性很有利。
五、深度处理技术的发展趋向与前景
随着人们对饮用水安全问题的日益重视以及饮水标准的日益严格，微污染水源水的处理必须突破常规处理工艺的局限以实现人们对饮水安全性的需求。常规处理工艺是成熟的技术，而深度处理技术能够有效去除常规工艺不能去除的有机物和消毒副产物，常规处理工艺联合深度处理能够有效提高和保障饮用水水质，该技术受到广泛关注，并具有广阔的发展和应用前景。目前国内大多数水厂采用了在原有工艺基础上增加深度处理工艺以提升处理水水质的措施进行了升级改造，常规处理工艺联合深度处理技术仍会是未来几年给水处理厂进行工艺升级改造、新建净水厂的重要支撑技术。寻求经济、高效、运行维护方便的深度处理技术是该技术发展和研究的方向之一。
六、结束语
微污染水源的处理技术已经变得越来越重要，而现在微污染水源的处理技术有一定的先进性，但是整体还需要进一步加强。对于微污染水源的控制，不仅需要从处理技术上努力，还需要培养人们可持续发展的理念，这样才能够从根本上控制水源的污染。
参考文献
[1]王占生等.微污染水源饮用水处理.北京:中国建筑工业出版社,2001
[2]朱晓兵等.纳米材料在水处理中的应用研究[J].工业水处理,2004,24(4):5-9．
[3]莫罹，黄霞。微滤膜处理微污染源水研究。中国给水排水，2002，18（4）：
[4] 罗建中，孙国胜。微污染水处理技术进展。过滤与分离，2002，12（3）：4-9
【关键词】微污染水源；水处理；技术；进展；对策
中图分类号：TU94+3.1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
人类的进步和工业的发展让人们的水质受到了很大的影响，微污染水源的面积越来越大，如果不能够很好的控制微污染水源，对其进行科学的技术处理，人来的水质将会受到很大的影响。因此，展开对微污染水源处理技术的探讨很有意义。
二、微污染水源概念
水源和饮用水中能够测得的微量污染物质的种类也不断增加，人们在饮用水的水质净化中又碰到了新问题。针对源水中出现的新污染问题，人们就开始着手对水质净化的新技术进行了研究，并且已经有很多技术在实际生产中应用，取得了较好的效果。
由于工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大，人们在生活和生产过程中排放出来的污染物对源水水质的污染已经愈演愈剧，源水受污染的程度越来越严重，水中有机物质逐渐增多。从20世纪60年代以来，不少地区饮用水水源水质日益恶化。
三、微污染水源水处理技术
1、微污染水源水生物预处理法
生物预处理是指在常规净水工艺之前增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中的污染物。目前饮用水中采用的生物反应器大多数是生物膜类型的，其形式大致可归纳为以下几种类型：生物接触氧化、淹没式生物滤池，生物塔滤，生物流化床和生物转盘等。 （一）生物接触氧化法
生物接触氧化法又叫做浸没式生物膜法，即是在池内设置人工合成填料，经过充氧的水以一定的速度流经填料，使填料上长满生物膜，水体与生物膜接触过程中，通过生物净化的作用使水中污染物质得到降解与去除。
生物接触氧化法的主要優点是处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少；缺点是填料间水流缓慢，水力冲刷小，生物膜更新速度慢，某些填料价格贵，且易引起堵塞，布水布气不易达到均匀。 （二）淹没式生物滤池
生物滤池是目前生产上常用的生物处理方法，有淹没式生物滤池、煤/砂生物过滤及慢滤池等。常用的生物填料有卵石、砂、无烟煤、活性炭、陶粒等。滤池中装有比表面积较大的颗粒填料，填料表面形成固定生物膜，水流经生物膜的不断接触过程中使水中有机物、氨氮等营养物质被生物膜吸收利用而去除，同时颗粒填料滤层还发挥着物理筛滤截留作用。该工艺的特点是运行费用低，处理效果稳定，污染物去除效果好，污泥产量少，且受外界环境变化的影响较小，能全面净化、改善水质，降低后续传统处理的混凝剂与消毒剂氯的投加量。但运行一定时间的生物滤池易出现填料堵塞、曝气不均匀的现象，需要进行周期性的反冲洗。
（三）生物塔滤
塔式生物滤池的净化作用也是通过填料表面的生物膜的新陈代谢活动来实现的。与普通生物滤池相比，生物塔滤滤池高，分层放置填料，通风良好，溶解氧充足。塔式滤具有负荷高、产水量大、占地面积小，对冲击负荷水量和水质的突变适应性较强优点。缺点是动力消耗较大，基建投资高，运行管理不便。
（四）生物转盘反应器
生物转盘的特点：生物膜能够周期的运行于空气与水相两者之中，微生物能直接从大气中吸收需要的氧气，使生物过程更为有利的进行。转盘上的生物膜生长面积大，生物量丰富，不存在堵塞情况，有较好的耐冲击负荷的能力，脱落膜易于清理处置。但存在生物氧化接触时间较长，构筑物占地面积大，盘片价格较贵，基建投资高的缺点。
（五）生物流化床
在流化床反应器中，生物膜是均匀分布的，生物膜与营养基质接触几率的增加改进了传质效果，基质在液相和生物膜之间的转移加快，从而使生物氧化在更快的反应器速度下进行。 生物流化床的应用，解决了固定填料床中常出现的堵塞问题，但由于保持流化状态消耗的动力费用较高，且维护管理较复杂，在运行中有时还会出现流化介质跑料现象。
2、微污染水源水深度处理技术
深度处理通常是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。
（一）活性炭吸附
活性炭（GAC）是一种多孔性物质，其中由微孔构成的内表面积约占总面积的95%以上,过渡孔和大孔仅占5%左右。活性炭对有机物的去除主要靠微孔吸附作用，可经济有效的去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药及其它人工合成有机物。但活性炭吸附性能受其本身特性和吸附质性质的影响，且随炭使用时间的延长，吸附效果也会下降。有试验表明[3]，活性炭对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果，而对分子量小于500和大于3000的有机物去除效果差。
（二）臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂，其在水处理中的应用比活性炭早。当时的主要目的是去除水中的色度和嗅味。由于臭氧具有很强的氧化能力，它可以破坏有机污染物的分子结构以达到改变污染物质的目的。臭氧预处理的水再经氯化消毒，水中“三致”物质可能低于未预处理的水，也可能更高，其效果视水质而定，这是因为臭氧副产物，如醛、酮、醇、过氧化物氯化会产生三卤甲烷。
（三）臭氧活性炭 臭氧活性炭采取先臭氧后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，这样可以扬长避短。臭氧将水中一部分有机物氧化成CO2和H2O，将有机大分子分解成中间产物，改善了有机物的可生化性及吸附性，炭床中大量好氧微生物对有机物进行降解，提高了处理效率，延长了炭的使用寿命。有试验表明，活性炭对原水中所含的高分子和富里酸吸附效果不佳，但经臭氧氧化分解成小分子物质后，活性炭的去除率明显提高，但分子量如果过小也不利于活性炭的吸附。
四、对各种处理技术的分析
笔者认为，物理、化学法处理效率较高。尤其是各种联用技术的开发，能有效的去除一些难降解有机物，经过高效氧化，水中的绝大部分的有机物被去除，能有效地降低饮用水致突变的活性。但这种方法也有其弊端，主要表现在设备都相对复杂，操作条件要求高，成本较高。经过权衡比较，生物预处理技术算得上经济有效且比较安全的方法。主要表现为:
1.通过降解BOM，它降低了输水管网中菌群的生长的可能性，从而很少的消耗消毒剂.
2.降低THMs的形成提供便利。
3.通过降低Zeta电位，有效地减少对混凝剂的消耗。
4.其对NH3—N有比较好的处理效果，尤其在它与传统工艺的混合使用后，对降低饮用水致突变活性很有利。
五、深度处理技术的发展趋向与前景
随着人们对饮用水安全问题的日益重视以及饮水标准的日益严格，微污染水源水的处理必须突破常规处理工艺的局限以实现人们对饮水安全性的需求。常规处理工艺是成熟的技术，而深度处理技术能够有效去除常规工艺不能去除的有机物和消毒副产物，常规处理工艺联合深度处理能够有效提高和保障饮用水水质，该技术受到广泛关注，并具有广阔的发展和应用前景。目前国内大多数水厂采用了在原有工艺基础上增加深度处理工艺以提升处理水水质的措施进行了升级改造，常规处理工艺联合深度处理技术仍会是未来几年给水处理厂进行工艺升级改造、新建净水厂的重要支撑技术。寻求经济、高效、运行维护方便的深度处理技术是该技术发展和研究的方向之一。
六、结束语
微污染水源的处理技术已经变得越来越重要，而现在微污染水源的处理技术有一定的先进性，但是整体还需要进一步加强。对于微污染水源的控制，不仅需要从处理技术上努力，还需要培养人们可持续发展的理念，这样才能够从根本上控制水源的污染。
参考文献
[1]王占生等.微污染水源饮用水处理.北京:中国建筑工业出版社,2001
[2]朱晓兵等.纳米材料在水处理中的应用研究[J].工业水处理,2004,24(4):5-9．
[3]莫罹，黄霞。微滤膜处理微污染源水研究。中国给水排水，2002，18（4）：
[4] 罗建中，孙国胜。微污染水处理技术进展。过滤与分离，2002，12（3）：4-9