尹茂想

（山東省巨野縣水務(wù)局，山東 菏澤 274900）

自來水廠凈水處理工藝的研究，是節(jié)約水資源、提高自來水質(zhì)量的關(guān)鍵。目前，城市建設(shè)中用水量不斷增加，但是自來水廠凈水處理依然以傳統(tǒng)處理方式為主，加上凈水處理設(shè)施更新不及時(shí)，影響凈水處理質(zhì)量，水環(huán)境惡化趨勢(shì)得不到改善。在這樣的發(fā)展背景下，必須加大對(duì)自來水廠凈水處理工藝的重視，以當(dāng)前自來水廠凈水處理工藝為基礎(chǔ)，不斷進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，融入新的處理技術(shù)，以提高自來水凈水處理質(zhì)量，增強(qiáng)自來水凈水處理能力，改善清潔水源污染現(xiàn)狀。

1 自來水廠凈水處理工藝意義

自來水廠作為城市生活供水的重要基地，能有效去除源水中的各種雜質(zhì)，將其轉(zhuǎn)換為健康的生活用水，保證居民用水及時(shí)、放心，因此其凈水處理能力的增強(qiáng)直接關(guān)系到城市居民的日常用水安全。當(dāng)前，水源污染問題十分嚴(yán)重，自來水廠凈水處理壓力倍增。尤其是城市化建設(shè)中，工業(yè)生產(chǎn)廢水排放、生活垃圾處理等不夠科學(xué)，這些都加劇了水污染。水源污染范圍擴(kuò)大要求凈水處理工藝進(jìn)一步優(yōu)化，以更好地改善水源污染情況。加上城市用水水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)的提高，因此必須積極進(jìn)行凈水處理工藝創(chuàng)新升級(jí)，全面處理水污染的同時(shí)，進(jìn)一步提高自來水質(zhì)量提高[1]。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展與凈水處理技術(shù)的不斷探索，自來水廠可加大對(duì)凈水處理工藝的研究力度，進(jìn)一步對(duì)懸浮物以及各種雜質(zhì)的處理進(jìn)行優(yōu)化，提高水源污染處理的重視程度，有效改善水源有機(jī)污染，積極將傳統(tǒng)雙閥濾池升級(jí)為V型濾池，從而提高自來水處理效率，保障水質(zhì)安全。

2 水質(zhì)污染現(xiàn)狀

自來水廠凈水處理工藝的研究，必須掌握水質(zhì)污染情況，由此制定具體、有針對(duì)性的凈水處理計(jì)劃。水質(zhì)污染包括水源污染、自來水輸送過程中可能出現(xiàn)的二次污染、凈水處理不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的污染。

2.1 水源污染

水源污染是水質(zhì)問題的關(guān)鍵。根據(jù)近些年對(duì)水源污染的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國河流污染率達(dá)82%，污染程度存在明顯差別，而且其中已經(jīng)有40%水源不能作為飲用水。統(tǒng)計(jì)城市水域情況，近78%無法將其作為飲用水處理對(duì)象。不僅如此，受到工業(yè)、農(nóng)業(yè)等影響，我國地下水同樣污染嚴(yán)重。可見，水源污染治理迫在眉睫，必須提高凈水處理手段。有效處理工業(yè)廢水，防止汽車尾氣以及農(nóng)藥等對(duì)水源的污染，尤其是其中的苯以及酚等物質(zhì)，改善重金屬水污染情況，這些都是凈水處理亟待解決的問題。

2.2 輸送過程中的污染

自來水經(jīng)過自來水廠科學(xué)處理后，通過輸水管道輸送到千家萬戶。這一過程中如果出現(xiàn)管理不當(dāng)或其他問題，自來水將會(huì)受到再次污染。最常見的二次污染主要集中在輸水管網(wǎng)鐵銹或滋生的細(xì)菌，以及處理不到位所產(chǎn)生的污垢等，這些因素單獨(dú)存在時(shí)對(duì)自來水影響有限，但是相互混合下會(huì)滋生各種有毒物質(zhì)，甚至還會(huì)致癌。因此，自來水二次污染必須引起重視[2]。

2.3 凈水處理工藝不當(dāng)

凈水處理是改善水質(zhì)的重要手段，我國水源中污染水源所占比例非常大，必須對(duì)其進(jìn)行凈水處理，改善水源。實(shí)際處理中，凈水處理存在一定的局限性，日益嚴(yán)重的污染使得凈水處理難度越來越大。雖然凈水處理在不斷改進(jìn)，但是整體還是以混凝、沉淀、過濾、消毒為主，針對(duì)水源污染中微生物污染、重金屬污染等，常規(guī)水處理工藝已經(jīng)無法保證水源凈化處理安全，在此基礎(chǔ)上還要進(jìn)一步升級(jí)凈水處理工藝，以此取得更理想的凈水處理效果[3]。

3 自來水廠凈水處理工藝

3.1 預(yù)氧化處理

自來水廠凈水處理中，預(yù)氧化處理是常用的處理方式之一。預(yù)氧化處理是對(duì)傳統(tǒng)凈水處理的升級(jí)，首先通過氧化劑將水中的無機(jī)顆粒表面破壞，打破有機(jī)物的防護(hù)后，無機(jī)顆粒穩(wěn)定性受到影響出現(xiàn)波動(dòng)，最后得到有效處理。預(yù)氧化處理中，最早的氧化劑為氯，但是在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生氯化副產(chǎn)物，因此應(yīng)用上存在局限性。隨后引入高錳酸鉀，將其投入受污染水源中。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，高錳酸鉀能夠有效處理污染水中的有機(jī)污染物，去除氯化處理中的副產(chǎn)物，助凝效果非常好，還具有除臭等作用，能提高水源凈化處理能力，降低多環(huán)芳烴等的含量[4]。作為強(qiáng)氧化劑類型，高錳酸鉀預(yù)氧化處理，特別是對(duì)低溫低濁的水源，除污染作用顯著。使用高錳酸鉀作為預(yù)氧化處理手段，能在很大程度上將腐殖質(zhì)造成的氣味以及顏色變化消除，并還原錳，整體而言凈水處理效果強(qiáng)于氯化劑。

3.2 活性炭吸附法

活性炭吸附功能離不開其本身的活性炭纖維，主要材料為活性炭，其屬于多空介質(zhì)，能夠有效吸附水源中的有機(jī)污染物，同時(shí)還具有除色度的功效，改善水源渾濁情況，在一定程度上減少污水排放與水源污染，有效提高自來水廠凈水處理的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益?；钚蕴课椒ㄔ诤芏鄧揖袘?yīng)用，能凈化水源，改善水質(zhì)，如果水源中的有機(jī)物與活性炭孔徑相同，則能激發(fā)活性炭的吸附能力，增強(qiáng)有機(jī)物去除率。

活性炭常用類型主要包括顆?；钚蕴浚℅AC）、粉末活性炭（PAC）、生物活性炭（BAC）。其中顆?；钚蕴浚瑑羲幚矸€(wěn)定性突出，能有效吸附水中有機(jī)物，吸附面積廣，有機(jī)物去除率高，應(yīng)用比較廣泛[5]。但是在實(shí)際應(yīng)用中，需要消耗較多的基建費(fèi)用，無法適應(yīng)突發(fā)性污染，存在亞硝酸鹽等產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。生物活性炭吸附法處理周期較長，處理效率較高，能在很大程度上改善水質(zhì)，但是在實(shí)際處理中，容易出現(xiàn)阻塞、活性炭微孔處理不到位等現(xiàn)象。

3.3 膜濾法

膜濾法凈水處理，主要根據(jù)壓差理論，將水中的有機(jī)物等進(jìn)行物理分離。膜濾法應(yīng)用能夠?qū)⑺粗兄掳┪镔|(zhì)有效去除。近些年膜濾法應(yīng)用越來越普遍，水源凈化處理前景廣闊。根據(jù)相關(guān)研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，膜濾法正常運(yùn)行時(shí)，即便在這期間水質(zhì)出現(xiàn)變化，依然不會(huì)影響其凈水處理效果，同樣能夠?qū)⒃此械碾s質(zhì)悉數(shù)清除。膜濾法包括超濾、微濾，對(duì)水源中的細(xì)菌以及膠體處理最理想。但是膜濾法在處理有機(jī)物方面效果不是很理想，對(duì)鹽類處理效果一般。

膜濾法凈水處理不需要過多的成本，非常適用于小型凈水處理工程，處理效果理想，處理成本合理[6]。對(duì)于單元體積比較小，同時(shí)又能夠自動(dòng)化控制的水源，利用納濾的方式將其中的突變物質(zhì)去除，改變水源色度，總有機(jī)碳去除率達(dá)到90%，可生物同化有機(jī)碳去除率達(dá)到80%。納濾還具有除菌功效，轉(zhuǎn)變常規(guī)化學(xué)消毒方式，采用物理消毒。納濾處理之前，需先對(duì)水進(jìn)行酸化處理，添加防垢劑，這樣就可以預(yù)防出現(xiàn)離子沉淀，改善膜過濾處理中的顆粒污染，還能夠提高有機(jī)物的去除與病原菌的處理。這期間需要注意，控制膜過濾壓力，要求需控制在0.8～1.0MPa。

膜濾法整體操作較為煩瑣，雖然能夠有效去除有機(jī)物與病原菌，但是同樣會(huì)影響水源中的陰陽離子，這樣的自來水長期飲用會(huì)威脅人體健康。針對(duì)這種情況，調(diào)整反滲透膜的孔徑，要求其必須＜2nm，這樣就可以將有機(jī)物以及微生物等有效去除，同時(shí)還能夠?qū)⑺儍艋?，轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)所用半導(dǎo)體超純水。反滲透膜凈水處理方法，雖然處理效果比較好，但是實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)專業(yè)性以及凈水處理存在“參差不齊”的現(xiàn)象。純水只能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，不利于飲用[7]。而且，該處理方法，會(huì)遇到過濾膜阻塞現(xiàn)象，導(dǎo)致源水受到再次污染，因此在實(shí)際應(yīng)用中，還需要結(jié)合實(shí)際情況，采取一系列措施以改善過濾處理不足的情況，如調(diào)整過濾膜微孔的空距、增加石英砂過濾器，由此提高自來水廠凈水處理效果。

3.4 臭氧氧化

臭氧氧化凈水處理，是當(dāng)前比較常用的凈水處理方法。臭氧氧化凈水處理原理：在水中臭氧會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基自由基，其中間接氧化分解物主要為氨、有機(jī)物以及大量微生物，開始反應(yīng)時(shí)有著極快的速度，這使得選擇性相對(duì)較小。各種酸堿環(huán)境中都可保證水中的有機(jī)物快速氧化成大量無機(jī)物，尤其是其中的鐵、錳、硫等還原反應(yīng)物質(zhì)，還會(huì)導(dǎo)致水體色等腐殖質(zhì)。另外，氧化電位高是臭氧的主要特征，在微生物細(xì)胞膜中有著極強(qiáng)的擴(kuò)散性，并對(duì)微生物細(xì)胞中存在的有機(jī)體進(jìn)行氧化處理，同時(shí)還會(huì)損傷有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，這就可抑制細(xì)菌與藻類的生長，有效改善自來水水質(zhì)，針對(duì)各種生命力較為頑強(qiáng)的微生物也有著較好的抑制性。結(jié)合上述臭氧氧化處理，在此基礎(chǔ)上將氯消毒劑轉(zhuǎn)換為臭氧同樣可以取得較好的效果，不會(huì)消耗過多的試劑使用量，作用時(shí)間更短，而各種有害物質(zhì)的形成也會(huì)降低，進(jìn)而提高自來水凈水處理質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，自來水廠凈水處理工藝關(guān)系到自來水廠水質(zhì)以及居民生活用水安全。隨著凈水處理工藝多元化發(fā)展，膜過濾、預(yù)氧化處理、活性炭吸附法等常用的凈水處理方法被應(yīng)用于自來水凈水處理，有助于改善水源污染、提高自來水質(zhì)量。在科學(xué)應(yīng)用凈水處理工藝的同時(shí)，還要做好管理工作，提高凈水處理與水源保護(hù)意識(shí)，認(rèn)識(shí)到水資源的重要性，由此保護(hù)水源安全，減少水源污染，有效處理水源雜質(zhì)。