我国微污染水源水处理技术研究分析

马建英

摘要：我国的江、河、湖、库、近海水域已经普遍受到污染，其中大部分水体严重污染。与此同时，近年来，水质污染和水质富营养化问题不但给生态环境造成了严重危害，而且造成十分惨重的经济损失。也给常规给水处理工艺提出了新的挑战。本文分析与讨论我国微污染水源水处理对策和措施，同时对几种适宜的深度处理技术进行介绍，分析评述微污染水源水处理工艺技术的发展方向。

关键词：微污染水源 给水处理 处理技术 工艺现状 工艺发展

1 概述

微污染水是指饮水水源受到的主要是有机物污染，使部分指标超过饮用水源的卫生标准。[1]微污染水一般是由于工业、农业和生活等方面产生的污水未经适当处理，直接排入供水水源导致的，微污染水主要含有微量有机物、农药、氨氮等有害污染物，常规水处理工艺很难将其除掉。随着我国经济发展和城市人口的日益集中与增加，众多河流受到污染，成为微污染水，丧失了饮用水水源的功能和作用。但是在当前水资源严重短缺的形势下，微污染水源水仍是重要水源。常规混凝、沉淀、过滤、消毒水处理工艺主要去除水中和悬浮物、胶体杂质和细菌，对当前受污染严重水体已经力不从心。由此可见，在水源受污染情况下经常规工艺处理后的生活饮用水水质安全性是不能保证的。

2 微污染水处理技术简析

2.1 开发第二水资源——中水 中水是指将生活污水作为水源，经过适当处理后作杂用水，其水质指标间于上水和下水之间的水。

目前中水回用处理工艺采用的方法大致可分为三类：生物处理法、物理化学处理法、膜处理法。中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，中水水源的选择十分关键；目前，我国主要以小区生活污水作为中水水源，所处理的中水主要用于浇花、冲厕、洗车等。当以小区生活污水作为中水水源时，一般可采用生化+消毒工艺，具体如下：源水→水力筛→调节池→生化池→过滤池→消毒池→储水，处理工艺设施可根据现场具体情况，设计成地上式或地埋式结构。另外当中水处理规模较小时，可采用一体化设备，如组装式中水回用设备或者MBR生物膜反应器等，膜生物反应器又称MBR生物反应器，是将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发的新型系统。MBR生物反应器有以下几个优点：出水水质好、工艺参数易于控制、设备紧凑，占地少、易于自动控制管理。如北京丽思卡尔顿酒店使用MBR处理系统的中水处理系统能力220吨，处理后的中水将直接用于酒店客房冲厕。中水系统成功投运后，每年可以节水6万多吨。

2.2 微污染水源的水处理工艺 微污染水源的水体水质指标一般为Ⅲ类水体，其中个别指标可以为Ⅳ类，这类水源水的处理已不能简单采用常规工艺，必须在常规处理工艺的基础上，增加生物处理单元、深度处理单元（如活性炭吸附、臭氧氧化），经过这样的工艺组合，基本上可以达到《生活饮用水卫生标准》所规定的指标：对于水质有更高要求的场合，可以添加膜处理单元。

2.2.1 微污染水源水的处理工艺。根据水源水质的具体情况，对于微污染水源水可选择下列工艺流程，作为给水处理工艺。

工艺1：原水-生物预处理-混凝沉淀-过滤-消

毒

工艺2：原水-生物预处理-混凝沉淀-过滤-活性炭吸附-消毒

工艺3：原水-混凝沉淀-生物处理-过滤-消毒

工艺4：原水-混凝沉淀-生物处理-过滤-活性炭吸附-消毒

工艺5：原水-预臭氧氧化-生物处理-混凝沉淀（气浮）-过滤-颗粒活性炭（GAC）吸附-消毒

工艺6：原水-预臭氧氧化-生物处理-混凝沉淀（气浮）-过滤-消毒

当水源水浊度和色度较低时，可选择工艺1；如果需要更好的水质，可选择工艺2；当水的浊度和色度较高时，可选择工艺3或工艺4；对于富营养化水源水，当其藻类数量不是很高、致变活性较强时，可选择工艺2；如水的致变活性不强时，可选择工艺1，当水中藻类数量很高、致变活性较强时，可选择工艺5；如水的致变活性不强时，可选择工艺6。

生产合格的饮用水是处理工艺选择的根本原则，基建投资、运行成本和维修管理是选择水处理的必要条件。不同单元的去除对象和单元之间的内在联系是选择水处理工艺的基本因素。随着水源水质日益复杂和水质标准不断提高，在选择水处理工艺时必须综合考虑下列水质因素（特别是有机污染物）：控制常规水质指标（如浊度、色度等）；控制营养物[可同化有机碳（AOC）、生物可降解溶解性有机碳（BDOC）、氨氮、铁、锰]；控制三致物质（如消毒副产品和安姆试验致变活性物质等）。

2.2.2 常规处理工艺、生物处理单元与深度处理单元之间关系。在生物处理与深度处理的组合工艺中，活性炭吸附、臭氧氧化和生物处理都各具优势，但均具互补性。它们之间和它们与常规处理之间的相互关系如下：

①常规处理和活性炭吸附。常规处理主要去除水中具有胶体性质的大分子有机物，而活性炭主要去除小分子中亲水性不高的有机组分；常规处理可使水中一些安姆试验的活性物质从大分子游离出来，而活性炭能有效去除这些活性物质；常规处理往往将一些大分子转化为小分子，便于活性炭吸附脱除，而且能去除卤乙酸等。

②生物处理对活性炭吸附的影响。生物处理对亲水性有机物的去除，相对增加了活性炭单元进水中憎水性有机物比例，从而提高活性炭吸附去除效率。生物处理能分解水中大分子有机物（因胞外酶的作用），使小分子有机物憎水性增强，利于活性炭吸附。另外，生物处理具有降低突变物的作用。可见，常规处理、活性炭吸附和生物处理的组合工艺能充分发挥各自特点，具有互补性，可谓提高饮用水水质的最佳工艺。

③臭氧在给水处理中的作用。臭氧是一种强氧化剂，在给水处理中主要作用有脱色、去臭味、助凝、杀藻。当臭氧氧化与生物处理组合使用时，臭氧可提高水的可生化性，利于生物处理。这二者互补性强，因此将常规处理、臭氧氧化、生物处理的组合工艺用于处理富营养化水源水很有效，特别是再联用活性炭吸附单元，则是最佳的饮用水处理工艺，出水质量高，因此颇具发展前景。

2.3 深度处理技术 深度处理技术通常是指在常规处理工艺以后，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。在膜处理技术中，反渗透（RO）、超滤（UF）、微滤（MF）、纳滤（NF）都能有效地去除水中的臭味、色度、消毒副产物前体及其他有机物和微生物，去除污染物范围广且不需要投加药剂，设备紧凑和容易自动控制。目前膜研究的又一重点是膜的污染问题。膜过滤对进水水质要求较高，需定期清洗膜，基建投资运行费用高。

另外，高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头H0，在条件允许的时候中高区用水点宜采用（无负压供水）管网叠压供水设备，从供水管网直接吸水，可充分利用市政管网的压力，降低能耗。相对于传统设水池水箱的供水方式，无负压有以下优点：①使用无负压给水设备可取消水池及水箱，节省投资；②可减少污染，自来水在水池及水箱内增加停留时间，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型设备后水质同自来水；③可节省大量能源，无负压变频设备完全利用原有市政管网压力供水，降低了能耗；④可减少水资源浪费，由于传统方式中，水池、水箱均为混凝土结构，渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免，而且水池、水箱需定期清洗，需要大量清洗水。因此在外部条件许可的情况下推荐采用无负压设备。

3 结论

随着水资源开发利用的难度大，配置水资源成为重要问题，中国城市用水也已成为我们发展的一大难题，必须抓住供水、用水、排水、水处理这个循环过程，结合水资源循环规律和市场规律，在经济上利用市场实现水资源的可持续利用与配置。随着污水处理事业的发展，已有多种污水处理工艺在我国污水处理厂中得到了应用，由于生物处理是借助于微生物新陈代谢去吸收利用水中的污染物，因此会有各种代谢产物以及微生物本身进入水中。其中大多数物质的特性及对人体健康的可能影响还所知甚少。而且，该方法投资少，见效快，适合中国国情。因此，生物预处理与传统工艺的组合是好的。研究新的净水工艺，增加新的治理措施是当今给水研究人员及自来水厂急需解决的课题。

参考文献：

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