黃廷林，熊向隕
西安建筑科技大學(xué) 環(huán)境工程系，陜西西安710055

　　摘　要：簡要介紹了去除微污染水源水中有機(jī)物的幾種 有效的物化和生化處理技術(shù)，藉此掌握該領(lǐng)域的動態(tài)和進(jìn)展情況。
　　關(guān)鍵詞：水源水；有機(jī)污染；DBPs先質(zhì)；去除方法
　　中圖分類號：TU991.25
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號 ：1000-4602 (1999)11-0027-02

　　消毒副產(chǎn)物(DBPs)是水在消毒過程中，鹵素元素(主要是氯)與水中自然有機(jī)物(NO M)進(jìn)行反應(yīng)的生成物。代表性的DBPs包括三鹵甲烷(THMs)、鹵代乙酸(HAA)等鹵代有機(jī)化合物。THMs只是總有機(jī)鹵化物(TOX)中揮發(fā)組分的一部分，而構(gòu)成TOX的主要是不揮發(fā)組分，包括三氯乙酸(TCAA)、二氯乙酸(DCAA)和二氯乙腈(DCAN)等化合物。
　　凡是產(chǎn)生DBPs的物質(zhì)稱為DBPs的先質(zhì)。NOM是最基本的DBPs先質(zhì)，DBPs的形成直接與NOM的濃 度和種類有關(guān)^［1］，幾乎所有水生NOM都可能在消毒過程中被氯化。水中NOM的來源是多種多樣的，按其性質(zhì)可分為兩大類：一類是低分子量的有機(jī)質(zhì)，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、肽類、氨基 酸、脂肪等，占水中有機(jī)質(zhì)的10%～15%，這類較簡單的有機(jī)物容易被降解，稱為非腐殖質(zhì)；另一類有機(jī)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量范圍從幾百到幾千甚至幾百萬，它們是構(gòu)成天然水體中有機(jī) 質(zhì)的主要成分(85%～90%)，這種無定形的、暗褐色的親水酸性有機(jī)物就是腐殖質(zhì)。在所有腐殖質(zhì)中，溶解態(tài)腐殖酸被認(rèn)為是生成氯仿的最重要先質(zhì)^［2、3］。武漢東湖水致突變 試驗證明，腐殖酸是三鹵甲烷和致突變物的主要先質(zhì)之一，其含量與水樣的致突變活性呈正相關(guān)^［4］。由此可見，水中腐殖酸類物質(zhì)是生成DBPs最重要的先質(zhì)。?

1 物化去除技術(shù)的現(xiàn)狀

　　對于NOM的去除，美國水處理行業(yè)主要采用的方法有三種：強(qiáng)化絮凝、活性炭吸附和膜 過濾^［1］。?
　　主要通過提高絮凝劑投量和調(diào)節(jié)水的pH值來達(dá)到去除水中NOM的絮凝工藝稱為強(qiáng)化絮凝。鋁鹽和鐵鹽已被證明能容易地絮凝NOM，對水中DBPs先質(zhì)的去除有時可高達(dá)60%。采用強(qiáng)化絮凝工藝往往難以有效去除溶解態(tài)的DBPs先質(zhì)，因而其去除率只能達(dá)到一定程度。活性炭吸附 和膜過濾是另兩種相對昂貴的處理方法，要去除溶解性有機(jī)物，吸附是一種常用的處理方法。DBPs先質(zhì)通過活性炭吸附一般要求至少10～15 min的接觸時間，溶解有機(jī)碳去除率最多達(dá) 80%，出水幾乎完全由非腐殖質(zhì)和低分子的有機(jī)碳組成。膜濾用作NOM的去除是近幾十年相對新的水處理工藝，膜濾中的超濾膜有一個范圍較廣的分子量，超濾的壓力10～100kPa， 根據(jù)需要，致密超濾膜可以去除水中的一部分有機(jī)物。介于反滲透和超濾之間的是納濾，納濾的工作壓力在75～150kPa之間，在美國北加利福尼亞州已經(jīng)進(jìn)行了大量的膜濾研究。對強(qiáng)化絮凝、活性炭吸附和膜濾(納濾)工藝的NOM去除效率、運行操作和維護(hù)的復(fù)雜程度、每年投資三方面進(jìn)行定性比較的結(jié)果表明：強(qiáng)化絮凝工藝投資少，但NOM的去除率受限；活性炭的使用中，過程的優(yōu)化是最關(guān)鍵的問題，即希望知道特定的NOM和活性炭的特定性質(zhì)才能達(dá)到NOM的高效去除。此外，預(yù)處理技術(shù)也將影響活性炭吸附的投資。膜處理工藝對NOM和DBPs先質(zhì)的去除率最高，但處理費用比強(qiáng)化絮凝和活性炭吸附都要大。在美國，膜過濾的研究多限于地下水，因為地表水要求很高的預(yù)處理。至于這三種方法究竟能否推廣用于NOM的去除，有待于進(jìn)一步研究和試驗。?

2 生物處理的應(yīng)用與進(jìn)展

　　在我國，飲用水水源中約有25%是湖泊水或水庫水。傳統(tǒng)的水處理工藝不能有效地去除水中的NH3-N和溶解性有機(jī)物，因此，目前國內(nèi)有些研究者采用生物預(yù)處理(極少數(shù)采用臭氧——活性炭工藝)。生物預(yù)處理對水中的溶解有機(jī)物、NH₃-N均有良好的去除效果，其經(jīng)濟(jì)、簡便、有效的優(yōu)點使之成為處理微污染水源水強(qiáng)有力的手段。?
　　對于生物預(yù)處理，國內(nèi)大多研究集中在生物濾池和生物陶粒反應(yīng)器上。劉文君等在國內(nèi)首次采用生產(chǎn)規(guī)模的生物陶粒濾池處理原水，試驗結(jié)果表明，在水氣比1∶1、空床濾速3.6～6.0m /h時，對源水中有機(jī)物和氨氮的去除率分別為13.6%～20.5%和70%～90%，減少了DBPs的形成。徐元勤等^［5］也對生物濾池進(jìn)行了研究，結(jié)論基本一致，并且認(rèn)為，采用生物濾池作為預(yù)處理，可減少水廠混凝劑投量60%以上。
　　生物陶粒反應(yīng)器對微污染源水中的微量有機(jī)物具有較好的去除效果。在水溫為10～17 ℃時 ，COD去除率為45%～51%，即使在低溫下，COD的去除率仍維持在32%～35%。此外，生物陶粒反應(yīng)器對于水中的NH₃-N、濁度和色度也有較好的去除效果。
　　80年代初期，日本就在傳統(tǒng)凈水工藝之前采用生物接觸氧化法進(jìn)行微污染源水的預(yù)處理，該工藝與其他物理化學(xué)方法相比較既經(jīng)濟(jì)又安全，但試驗 結(jié)果表明，此方法去除氨氮效果較好，對溶解性有機(jī)碳(DOC)的去除則較差。?
　　傳統(tǒng)的生物處理方法幾乎都是把活性污泥法與生物膜法分別進(jìn)行研究。美國學(xué)者率先將強(qiáng) 化傳質(zhì)的流化床工藝引入水處理領(lǐng)域，從而將活性污泥法和生物膜法結(jié)合起來，開發(fā)了高效、經(jīng)濟(jì)的生物流化床工藝。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對生物流化床的研究逐漸從探索性試驗轉(zhuǎn)向動力學(xué)機(jī)理和數(shù)學(xué)模式的研究。由于二相床布水及充氧設(shè)備的復(fù)雜性，目前三相床的研究頗 受青睞，尤其是內(nèi)循環(huán)式三相生物流化床，在流態(tài)、充氧、脫膜等方面具有很大的優(yōu)勢。三相生物流化床通過氣、固、液三相的接觸，借助于上升流速，使顆粒呈流態(tài)化，具有良好 的混和、傳質(zhì)特性，有較高的氧傳質(zhì)系數(shù)。與其他工藝相比具有容積負(fù)荷高、生化反應(yīng)速率快、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、生物膜活性好、氧利用率高、三相易于分離、流程簡單、占地面積小、效率高、投資省等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和廢水治理中。
　　 生物流化床雖然在廢水處理和污水的深度處理(硝化、脫氮)方面已取得了很好的效果，但用作飲用水水源凈化預(yù)處理方面的研究尚未見報導(dǎo)。采用生物流化床去除三鹵甲烷先質(zhì)，應(yīng)是一條值得探索的解決飲水消毒副產(chǎn)物問題的新途徑。

參考文獻(xiàn)：?

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　　收稿日期：1999-05-02