自来水厂给水工艺技术的应用现状及发展趋势

彭勃

（海绵山水（北京）建设工程有限公司，北京 100071）

0 引言

相对而言，中国境内水系是较为发达的，长江、黄河沿线分布着大大小小的支流、湖泊无数，可谓是淡水资源丰富，但可供人们直接饮用的淡水资源却寥寥无几。随着近年来，全境各城市发展步伐的进一步加快，对于水资源的需求量也就持续加大，自来水厂建设规模也逐步加大，水厂数量也如日增多。

作为城市水资源供应的主要场所及水处理中转站——自来水厂在保障市民饮水安全，促进城市经济发展中发挥非常重要的作用。为提升饮用水安全性，自来水厂通过一些科学高效的水处理工艺技术应用，将原本无法直接饮用的水资源转化为可供市民直接饮用的生活用水。随着近年来中国特色社会主义经济发展步伐的加快，生态环境与城市发展间的矛盾冲突变得异常激烈，很多江河湖泊均受到不同程度的污染，水质变差，但随着越来越多的人涌入城市居住，生活用水需求量持续增加，面对种种矛盾，自来水厂就不得不加大水处理工艺技术研究，尽快解决城市用水资源紧张问题。容振辉[1]指出，在水源污染问题日趋严重背景下，自来水厂所采用的传统水处理工艺技术，如混凝、澄清、过滤和消毒等仅能处理掉水中悬浮物及微生物，水质仍无法满足人饮用水洁净度要求，因此，必须加大净水处理力度，提升给水工艺技术水平，以保障水质达标。通过对当前自来水厂给水工艺技术应用现状分析，对净水处理中生物预处理技术、新膜法处理技术及深度处理工艺技术进行详细论述，希望能为自来水厂提升净水标准，保障供水安全提供理论支撑。笔者通过对相关文献资料的梳理，分析自来水厂给水工艺技术应用现状，并对其发展趋势进行了展望，希望能对城市自来水厂健康稳定发展有所帮助。

1 自来水厂给水工艺技术的现状

在自来水厂日常生产过程中，通过对相关科学水处理工艺技术的应用，去除水中杂质，提升水质标准，为人们提供绿色健康的饮用水。当前，国内很多自来水厂在水处理环节中，仍采用的是传统净水流程，即混凝、沉淀、过滤和消毒，通过这一套程序，虽不能完全处理掉水中悬浮物、微生物及胶体类杂质，但处理后水质却也满足直接饮用标准[2]。随着近年来人们对饮用水洁净度及安全标准的提高，传统水处理工艺的不足愈发明显，为有效弥补这些不足之处，臭氧生物活性炭、生物预处理等新型工艺技术相继被应用到自来水厂水处理工作之中，效果良好，受到了用水用户及自来水厂内部的一致肯定。

1.1 生物预处理

生物预处理工艺就是指运行化学、物理方法对水源进行处理，其主要作用机理是借助微生物新陈代谢去除水中有害矿物质及有机污染物，从而使水质得到改善。

生物预处理工艺主要通过生物、吸附、化学氧化三种途径实现。再运用生物预处理工艺实践当中，生物膜法是最常见的处理方法。生物膜的主要组成部分是藻类、真菌、原生动物、厌氧菌和好氧菌等，生物膜法的作用机理就通过吸附水中化学物质、氮磷及有机物，或分解物体表面微生物，从而达到水资源净化效果。该处理方法的应用，可实现污水处理过程中的固液分离，硝化功能较强，不仅不会受到水温、水量的影响，还无需花费过多物力、人力，是众多自来水厂理想的处理方案之一。

1.2 深层处理工艺

自活性炭处理技术问世以来，为国家环保工程做出了巨大贡献，尤其在空气净化、水净化及污水处理中取得了较好应用效果。当前，随着人们对饮用水水质要求的再次提高，自来水厂在日常生产过程中就注重饮用水的深层处理，其中，最有效的处理方式就是活性炭，活性炭处理技术的作用机理是吸附、分离，利用活性炭吸附掉水中细小杂质，时水介质与有害物质实现分离。在净水深层处理过程中，活性炭的应用不仅能有效去除水中颜色与异味，还能溶解、吸附水中有机物，是业界一致称赞的一种水处理工艺。活性炭常以粉末和颗粒两种性状存在。前者具有价格低廉，对基础建设要求不高等优势，在应用中无需添加特殊设备与构筑物，因此，在突发性、季节性水质事故净化处理中得到了广泛应用；相较于粉末型活性炭，颗粒型活性炭净水效果最为稳定，尤其适用于滤池净水处理过程中。此外，颗粒型活性炭不会在净水处理中流失，可以循环利用，但它对基础建设要求较高，运行费用也相对较高，由于往复使用，容易滋生细菌，产生NaNO2等对人体健康有害物质，同时还存在无法处理紧急性水污染问题劣势，不适合大面积推广应用。从各自来水厂净水处理经验来看，活性炭滤池与砂滤串联使用效果更佳，既可以提升净水系统抗冲击能力，还能确保深度处理水质稳定性[3]。

1.3 新膜法处理技术

“膜”水处理技术是当前自来水厂中新兴的一种处理技术，该处理基础不仅能够有效保障水质，还具备占地面积小、使用时间长等优势，成为当前自来水厂最受青睐的一种处理技术。膜技术的应用，可拦截水中微生物，从而有效提升水源质量，应用前景一片广阔。超滤技术与反渗透技术是新膜法处理技术中最常见的两种形式，应用实践中，反渗透装置是最为核心的设备装置。当水源流经反渗透模后，水中重金属离子、无机物与有害生物即被清除干净，提升了水质标准，保障了人们饮水安全。

1.4 沉淀工艺

沉淀工艺本质是属分离技术，即在水中投入一定量的沉淀剂，实现水中悬浮物及胶体聚合成絮凝体，再分离去除这些絮凝体。通过对某些自来水厂采用沉淀工艺进行水处理效果来看，净化效果明显。在技术应用实践当中，需要用到一台高速搅拌机，用以提升水与助凝剂的混合效率，再通过低速搅拌机促进混凝效果，最后通过部分污泥回流到沉淀池进水口来控制水源浊度的相对稳定，从而使高效反应沉淀池的运行既高效又稳定[4]。

为了有效提升絮凝体沉降速度，降低能源消耗，各自来水厂相继加大了传统沉淀池的更新改造，改造后的新滤池在投入运用后，出水质量更高，能耗更低，可谓效果理想。当前形势下，柜内净水系统功能提升明显，在传承传统处理工艺过程中注重了创新、改造，同时也加大各新型处理技术的研究与应用。不仅妥善地解决了传统沉淀工艺中存在的弊端，还使改造后的沉淀池功能更全面，再辅以更先进的助滤剂支持，设备性能得到进一步提高，相信随着研究力度的逐渐增强，会有更多高科技技术、设备会应用与自来水沉淀工艺中，进而助推我国净水沉淀技术的健康发展，保障居民饮水安全。

1.5 臭氧氧化工艺

臭氧氧化工艺原理就是充分利用臭氧中不饱和键会与自来水水源中有害物质发生一系列化学反应特性，达到去除水中浮游生物及微生物目的。受臭氧化学性质限制，它很容易被分解，因此，在工艺应用中，一定要注重臭氧合成及投加环节工作，尤其要防止其应用过程中带来的空气污染问题。在应用臭氧氧化工艺处理技术进行水质净化时，其实就是利用了臭氧强氧化性特征，达到消除水中微生物、藻类及水中臭味。此外，臭氧氧化工艺所具备的助凝功能减少矾的消耗量，致使水质清亮，因此，臭氧预氧化阶段，应严格控制臭氧投入量，以确保助凝效果；对于臭氧氧化技术无法彻底根除水中杂质的特殊水质，可以交叉使用多种净水处理工艺，提升净水处理效率。

2 自来水厂给水工艺技术的发展趋势

在自来水厂日常生产工作实践当中，通过多年对传统净水处理工艺的应用，已形成了成熟的工艺流程，工艺技术也日臻成熟，处理效果也非常明显。因此，国内很多自来水厂在给水工艺技术研究上，更多的是基于传统处理技术上，加强生物预处理、臭氧氧化处理、活性炭吸附深度处理技术的研究与应用[5]。随着城市经济发展水平的提升，人们日常用水需求量基用水安全标准的进一步提升，一种工业净水处理技术手段——膜滤法亦被广泛应用于自来水厂净水处理环节之中。

膜滤法是一种新型分离技术，以往膜滤法应用实践中所要用到薄膜介质大多是人工合成的，成本较大。随着膜处理技术的进一步发展，曾一直困扰该技术进一步发展成本问题已然得到有效降低，该项技术应用范围也越来越大，技术发展前景一片光明，相信在未来自来水厂生产建设中，必将获得更广泛的应用。

3 结语

总而言之，自来水厂给水系统对于城市发展及城市经济、环境质量水平的提升起到积极的促进作用。尽管传统净水处理工艺技术有着得天独厚的应用优势，但终究掩盖不了其应用过程中存在某些不足之处的事实，仍需进一步实现技术创新与优化。而自来水厂在日常生产活动中，应结合水质具体情况，合理选择净水工艺技术，在保障水质标准提升前提下实现水资源的节约，促进城市经济、环境效益双赢。