浅谈给水工艺的应用

张晓鸣

摘要：随着国民经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，我国的给水事业得到了突飞猛进的发展。为了充分利用水资源，合理供水布局，提高地区整体的水质和管理水平，在一些经济较发达的地区已在建设和规划包括若干中心城市在内的较为广域的区域供水系统。随着给水事业的蓬勃发展，给水技术水平也有了相应的提高。为适应给水事业的发展，进行了大量科研，取得了不少突破成果，并由一批代表性的给水项目相继建成。供水水质要求的不断提高又为给水技术发展提出了新的要求。

关键字：给水；供水系统；技术

Abstract: With the vigorous development of water supply, water supply and technical level has also been a corresponding increase. In order to meet the water supply to the development of, a lot of research made ​​a lot of breakthrough achievements have been built by a group of representative water supply projects. The increasing requirements of the water quality put forward new requirements for water supply technology development.Key words: water supply; water supply system; technology

中图分类号：TV674 文献标识码：A 文章编号：

目前，世界上水资源短缺问题异常严峻：地球上水的总量是1.361018m3，但淡水储量仅为3.51016m3，还不足全球总水量的3%，而易开发利用的淡水储量为4.01015m3，占淡水的11%，全世界有26个国家2.32亿人口面临缺水的威胁，联合国发出警报：世界范围内的缺水问题将严重制约本世纪的经济发展，并有可能导致国家和地区间发生冲突和战争。而我国的水资源现状更是令人担忧——人均水资源占有量为2200m3 ,约为世界平均水平的1／4，排在世界第112位，而我国每年因缺水造成的经济损失高达约2000～3000亿元。

我国水资源时空分布不均，水资源短缺，90％以上的城市水源受到不同程度的污染。而对于饮用水，存在严重的水质问题，其中包括：

1.微量有机污染物（浓度低、毒性大，破坏人类的生殖系统，会提前或延迟青春期的时间）；

2.藻类及其代谢产物（藻类在代谢过程中产生的藻毒素直接危害人体健康）；

3.嗅味（很多嗅味有机物浓度很低，很难被现行的常规给水处理工艺去除）；

4.氯化消毒副产物（有机物在消毒过程中与氯作用生成有害副产物）；

5.致病微生物（难以被水厂现行的氯消毒工艺灭活）；

6.有机质对胶体的保护作用（由于我国水土流失比较严重，而水中的有机物浓度比较高，有机物在无机胶原体表面形成高负电保护层，而天然的有机物浓度增加3㎎／L时，就要增加约5倍的投药量，水厂的药耗高，对应的铝浓度就会增高）；

7.稳定性铁锰、色度（与地下水中的铁锰相比，地表水中的铁锰与有机物络合，很难被去除，而给水厂中所剩余的微量铁锰，会使得水的色度增加，从而影响谁的感观指标）；

8.氨氯、亚硝酸盐、和硝酸盐（在一定条件下氨和氯作用时生成氯氨，消耗大量的氯，影响消毒效果，而在一定条件下氨会被转化成亚硝酸盐，会对人体构成威胁）等，以及网管微生物再繁殖（二次污染）和重金属（去除水中可生物同化有机物，有利于保障管网水质）。

据世界卫生组织的报道，80％的疾病与水有关，而在《2002年世界卫生报告：减少威胁和促进健康生活》中，不洁饮水成为人类健康的十大威胁之一。因此，要加强饮用水水质的净化。

给水系统是指从水源中去除足量的原水，经过净化处理，使之在水之上满足人们生活生产的需要，再把合格的水加压，通过管道输送出厂并分配到用户，这个取、制、供的全过程工艺设施。给水处理的任务是将原水经过投药、混合反应、沉淀（澄清）、过滤、消毒等工艺流程，去除原水中所含的各种有害杂质，达到符合人们生活、生产用水水质的标准的水。

给水处理工艺应根据水源水质和用水对象对水质的要求来确定。常规水处理工艺流程：

混凝剂 氯气

↓↓

原水→水泵→混凝→沉淀→过滤→消毒→清水池→水泵→用户

常规处理对于水中的微量有机污染物和氨氢等污染物的去除效果很差。其中，饮用水中微量有机物具有浓度低、危害大和去除难的特点。

因此进行常规处理工艺的强化措施有以下几种：

1.强化混凝。常规给水处理工艺中对有机物去除其主要作用的是混凝工艺，其去除有机物的机理主要分为三个方面：一是带正电的金属离子和带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚，二是金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀，三是有机物在絮体表面的物理化学吸附。强化混凝就是通过采取一定的措施，确定混凝的最佳条件，发挥混凝的最佳效果，尽可能地去除能被混凝阶段去除的成分，特别是有机成分。混凝剂的优选；助凝剂；混凝条件的改善与高效混凝设备；混凝剂投量的控制；

2.预氧化技术：高锰酸盐复合药剂预氧化技术，高锰酸盐复合药剂是在对高锰酸钾进行了大量的研究基础上研制得出的，该药剂主要是以高锰酸钾为中心，有多重组分复合而成，其充分利用了高锰酸钾与复合药剂中其他组分的协同作用，促进具有很强氧化能力且利于除污染的中间价态介稳产物和具有很强吸附能力的新生态水合二氧化锰的形成，将氧化和吸附有机的结合起来，强化去除水中的有机污染物，强化除藻、除嗅味、除色、降低三氯甲烷生成势和水的致突变活性等，从很大程度上提高了高锰酸钾对水中污染物的去除率；

3.强化沉淀与气浮：优化斜板间距，斜管沉淀，气浮，多功能沉淀—气浮。沉淀和气浮作为两种传统的水处理工艺，在给水和污水处理领域一直备受关注。从一开始的自然沉淀，到混凝沉淀，以至于到现在的斜板沉淀，沉淀作为一种水处理形式在不断发展完善。由于近年来水源水质的严重恶化，传统的沉淀处理已经很难达到理想出水水质要求，因此，各种强化沉淀的措施相继出现，优化斜板间距，采用斜管代替斜板的斜管沉淀，但即使是这样，对于某些比较特殊的原水如高藻水，是很难获得良好的处理效果的；

4.强化过滤技术：可采用双层或多层滤料，助滤剂，改性（滤料表面改性），降低滤速，减速过滤，采用新型滤池。由于强化过滤技术的关键是滤料，因此，绝大多数的工作都是针对强化滤料展开的，而研制优于传统滤料的过滤介质，能够改善整个水厂的制水工艺，提高出水水质。实践表明，改性滤料能够充分发挥在滤料表面增加巨大的比表面积和强化的吸附能力，以及与水中各类有机物、细菌以及藻类的接触过程中表面涂料所产生的强化吸附和氧化净化功能，它不仅能够净化大分子和胶体有机物，还可以大量吸附和氧化水中各种离子（包括重金属离子）和小分子可溶性有机物。

改性滤料对水中藻类的强化去除效果

我国饮用水水源受污染率较高，由于污水处理率很低，因此，在长时期内，强化受污水的处理将会是给水处理的主要问题；非点源的污染日益突出，可能会成为主要污染源；加强对水资源保护的同时，增加受污染水处理的研究力度，从而提高饮用水水质；采用多级屏障的思想，在强化混凝、沉淀、过滤、消毒的同时，利用化学、生物、吸附等过程强化水质，从全过程控制水质。

参考文献：

【1】《给水管网工艺指标，给水管网技术规范》作者：赵树立 高艳娇 出版社：化学工业出版社

【2】《给水工程》作者：严煦世等 出版社：中国建筑工业出版社 2011年11月

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。