戴之荷
中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院

　　摘 要： 通過對國內(nèi)外現(xiàn)有受污染水凈化處理技術(shù)的分析，結(jié)合我國國情及常規(guī)處理工藝的特點(diǎn)，對其中的強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化沉淀和強(qiáng)化過濾去除水中有機(jī)物的凈化機(jī)理，進(jìn)行了深入的論證。提出采用強(qiáng)化常規(guī)處理工藝處理受污染水的必要性和現(xiàn)實(shí)意義。
　　關(guān)鍵詞： 給水常規(guī)處理、有機(jī)物、物化吸附、晶體析出、中間產(chǎn)物、活性濾料。

一、 前言

　　隨著我國工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，環(huán)境污染也逐漸加劇，特別是水源的有機(jī)污染，對城鎮(zhèn)居民的身體健康構(gòu)成了極大的威脅。導(dǎo)致水源污染的主要原因是大量未經(jīng)處理或處理未達(dá)標(biāo)的城市污水和工業(yè)廢水的直接排放；水源環(huán)境保護(hù)不利等人為污染與自然污染綜合因素所造成。
　　據(jù)環(huán)保部門檢測，全國90﹪以上的城市水域受到嚴(yán)重污染，約50﹪的重點(diǎn)城市的水源不符合飲用水水源標(biāo)準(zhǔn)。全國地表水近60﹪以上的水質(zhì)降為Ⅳ類以下水質(zhì)，已完全失去作為飲用水水源的功能。與此同時(shí)，我國湖泊、水庫水富營養(yǎng)化程度加劇，全國有97％大中城市地下水受到污染。若以我國主要地面水源為例，其主要江河水體水質(zhì)污染程度見表1。

表1 我國主要江河水系目前水質(zhì)分類情況

河流名稱

水質(zhì)類別

長江 黃河 珠江 淮河 海河 遼河 松花江 Ⅰ類 4﹪ 無 29﹪ 無 5﹪ 4.5﹪ 無 Ⅱ類 67﹪ 24﹪ 36﹪ 11﹪ 19﹪ 2.3﹪ 無 Ⅲ類 4﹪ 5﹪ 7﹪ 17﹪ 4﹪ 4.5﹪ 4﹪ Ⅳ類 11﹪ 47﹪ 22﹪ 18﹪ 10﹪ 22.7﹪ 67﹪ Ⅴ類 10﹪ 12﹪ 2﹪ 6﹪ 9﹪ 4.6﹪ 21﹪ 劣Ⅴ類 4﹪ 12﹪ 4﹪ 48﹪ 53﹪ 61.4﹪ 3﹪

　　水中有機(jī)物的存在，由于其對膠體的保護(hù)作用和穩(wěn)定性的提高，不但對于給水處理增加了一定的難度，同時(shí)，水中有毒有機(jī)物難以降解，并具有生物積累性和三致作用（致癌、致畸、致突變）或慢性毒性；某些有機(jī)物特別是天然有機(jī)物（NOM），經(jīng)常規(guī)處理氯消毒后所產(chǎn)生的有機(jī)鹵化物，其中有許多已被確認(rèn)為是直接致癌物或誘發(fā)物，對人體健康有極大的潛在危害。
　　我國目前城市給水處理普遍采用的常規(guī)處理工藝，即混凝→沉淀→過濾→消毒工藝流程。該工藝流程具有投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)管理簡便等優(yōu)點(diǎn)，但由于受其凈化功能的限制，對水中有機(jī)物的去除能力較低，尤其是對水中可溶性低分子有機(jī)物的去除效果更差。
　　隨著人民生活質(zhì)量的不斷提高和水污染的加劇，人們對飲用水水質(zhì)的要求將更加嚴(yán)格，相應(yīng)供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。對于受污染水的凈化處理已成為一項(xiàng)非常重要和迫切的新課題。為此，除采取嚴(yán)格措施控制污染源外，還應(yīng)急待尋求一種高效、簡單、價(jià)廉又無二次污染的水處理工藝。

二、 現(xiàn)行受污染水凈化技術(shù)分析

　　目前，國內(nèi)外對受污染水的處理，按其凈化工藝劃分為強(qiáng)化常規(guī)處理工藝、生物（氧化）預(yù)處理加常規(guī)處理工藝、常規(guī)處理加活性炭深度處理工藝、生物（氧化）預(yù)處理加常規(guī)處理加活性炭深度處理或膜處理工藝等。以其凈化機(jī)理又可分為物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)氧化、生物降解和截留分離等。
　　上述各種對受污染水的凈化處理方法，不但本身具有一定利弊和適用條件的限制，如造價(jià)的高低、管理維護(hù)的難易、能耗藥耗的多少、設(shè)備的復(fù)雜程度、凈化效果的穩(wěn)定性等因素限制其使用外，更重要的是各種方法對水中各類有機(jī)物的去除具有非常明顯的選擇性和針對性。
　　據(jù)此，在選擇受污染水的處理工藝時(shí)，還應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)特點(diǎn)、有機(jī)物的物化性質(zhì)、分子大小分布與組成規(guī)律、地方具體條件等情況，因地制宜進(jìn)行綜合比較后，有針對性的選用某種處理工藝方為經(jīng)濟(jì)合理。
　　根據(jù)目前傳統(tǒng)觀念對主要幾種處理微污染水工藝的認(rèn)識，分析其處理效果情況見表2。

表2 現(xiàn)有微污染水處理工藝凈化效果分析表 水中各類雜質(zhì)分類 分子平均直徑（μm） 平均分子量 現(xiàn)行處理水中有機(jī)物的主要工藝 強(qiáng)化常規(guī)處理 活性炭吸附 生物氯化 非穩(wěn)定泥沙 ＞30 自然沉淀
有效去除 無效 無效 懸浮穩(wěn)定泥沙 30～0.5 ＞5×10¹⁰ 混凝沉淀
有效去除 無效 無效 膠體物 大分子有機(jī)物

0.5～0.1 5×10¹⁰～5×10⁸ 有效去除 無效 難降解 天然有機(jī)物、腐殖酸類
0.1～0.05 5×10⁸～5×10⁷ 有效去除 無效 難降解 中分子有機(jī)物
0.05～0.01 5×10⁷～5×10⁵ 有效去除 無效 難降解 微生物（細(xì)菌） 0.01～0.05 5×10⁵～5×10⁴ 有效去除 無效 增加 溶解物 非穩(wěn)定性溶解有機(jī)物 0.005～0.003 5×10⁴～1×10⁴ 有效去除 部分去除 增加 富里酸類 0.003～0.0021 1×10⁴～3×10³ 有效去除 增加 有限去除 真分子、病毒 0.002～0.0015 3×10³～2×10³ 部分去除 有效去除 有限去除 低分子弱極性有機(jī)物 0.0015～0.0013 2×10³～1×10³ 部分去除 有效去除 部分去除 穩(wěn)定性溶質(zhì)、鹽類 0.001³～0.001 1×10³～5×10² 增加 有效去除 部分去除 亞硝酸鹽、氨氮、離子等 ＜0.001 ＜5×10² 無效 有限去除 有效去除

　　　　　注：分子量用原子質(zhì)量單位D（Dalton）表示。

　　由表2可知，以現(xiàn)有傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，分子量低于500的有機(jī)物主要被生物處理工藝去除，其去除率為60﹪，而活性炭吸附對其去除能力很有限（其去除率為16﹪），分子量為500～1000的有機(jī)物主要由活性炭吸附去除，去除率約為85﹪，而生物處理對此也有一定的去除效果。分子量為1000～3000的有機(jī)物用活性炭吸附，去除率近70﹪，常規(guī)工藝和生物處理對此的去除率較低。分子量大于3000的有機(jī)物，強(qiáng)化常規(guī)工藝能有效去除，但生物處理和活性炭吸附則去除效果有限，甚至出水反面有所增加。
　　在受污染水中，有機(jī)物分子量的分布隨各地水源水質(zhì)的不同而各異。目前，公認(rèn)的比較安全可靠的處理工藝是在生物預(yù)處理后加常規(guī)處理，最后再加深度處理的長流程凈化方案。
　　生物預(yù)處理是指在常規(guī)工藝之前增設(shè)生物處理工藝，借助于微生物群體的新陳代謝活動(dòng)，對水中的可生化有機(jī)物特別是低分子可溶性有機(jī)物、氨氮、亞硝酸鹽及鐵、錳離子等無機(jī)鹽氧化分解進(jìn)行初步凈化。但由于受生物凈化的選擇性所制約，水中大部分天然有機(jī)物的分子量較大，一般可生化性較差，凈化效果有限。另外，在生物處理中，微生物的生長受水溫的影響較敏感，以對原水高錳酸鹽指數(shù)（CODmn）的去除率代表有機(jī)物去除的綜合效果，實(shí)測結(jié)果表明：當(dāng)水溫為16～20℃時(shí)，CODmn去除率為20﹪～35﹪，平均為25﹪；當(dāng)水溫為7～12℃時(shí)，CODmn去除率下降為8﹪～20﹪，平均下降15﹪。
　　生物處理運(yùn)行管理比較復(fù)雜，需新增加充氣供氧系統(tǒng)和清洗水再處理等相關(guān)設(shè)備，這些都增大了水廠投資和運(yùn)營費(fèi)用，同時(shí)也加大了水廠運(yùn)行管理的難度。因此目前在國內(nèi)尤其在北方未得到較普遍的推廣應(yīng)用。
　　活性炭吸附深度處理，是目前國內(nèi)外公認(rèn)的在凈化受污染水方面較為成熟和有效的措施之一。其凈化機(jī)理是：利用活性炭微孔巨大的比表面積（大約700～1500m2/g），產(chǎn)生的強(qiáng)吸附能力，對水中有機(jī)物進(jìn)行吸附凈化。水中溶解性有機(jī)物分子量一般在100～10000之間，根據(jù)活性炭液相吸附其吸附質(zhì)和孔徑的關(guān)系，最佳吸附范圍是活性炭微孔直徑（D）和有機(jī)物分子直徑（d）之比為1.7～3.0。因此對于總比表面積占90％以上的微孔，有相當(dāng)多的有機(jī)分子將不能進(jìn)入被吸附去除。
　　因此，活性炭吸附有機(jī)物也有其很明顯的選擇性。對優(yōu)先控制污染物名單中絕大多數(shù)的極性較強(qiáng)的有機(jī)物，特別是危害較大的鹵代烴的吸附效果不夠理想。
　　二十世紀(jì)末期，自世界各國采用了臭氧生物活性炭凈化受污染水技術(shù)以來，使活性炭凈化從單一的吸附功能上升到具有生物氧化分解和物化吸附的綜合凈化功能，擴(kuò)大了活性炭的應(yīng)用范圍。目前，該技術(shù)已被國外較廣泛應(yīng)用。
　　我國對該除污染技術(shù)開展了多年的研究工作，其中包括優(yōu)質(zhì)活性炭的生產(chǎn)與使用，活性炭再生技術(shù)，各種高效強(qiáng)氧化劑發(fā)生器的研制與開發(fā)。并將此研究工作列入國家"八五"、"九五"重點(diǎn)科技攻關(guān)課題，已取得了一批技術(shù)含量高、性能優(yōu)越的新科技成果。
但是，這些新技術(shù)總的來看，其系統(tǒng)設(shè)備較昂貴，能耗較大，運(yùn)行管理費(fèi)用較高，維護(hù)管理比較復(fù)雜，尤其是活性炭吸附飽和后的再生問題，一直難以得到滿意的解決。例如，僅在一個(gè)中等規(guī)模的水廠（10萬噸/日）中應(yīng)用，就需要投資上千萬元，在我國目前經(jīng)濟(jì)實(shí)力還有限的條件下，很難較普遍的推廣應(yīng)用。
　　膜處理技術(shù)是給水處理技術(shù)的躍進(jìn)，它完全不需要借助物化吸附和氧化分解等復(fù)雜凈化機(jī)理，單純以純物理截留分離或電化離子交換形式完成對水中各種分子、離子、細(xì)菌、病毒等的徹底凈化。但設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用和能耗均較高，對進(jìn)水水質(zhì)的預(yù)處理要求嚴(yán)格。目前，在我國還只用于較小規(guī)模的苦咸水（海水）的淡化、軟化和脫鹽等工業(yè)水處理技術(shù)領(lǐng)域。隨著我國膜制造技術(shù)的發(fā)展和膜價(jià)格的下降，膜處理已開始在城市小區(qū)和家庭直飲水凈化中被廣泛采用，但在城市大、中型水廠的集中供水處理中，國內(nèi)還未見有實(shí)際應(yīng)用的例子。
　　我國在2001年計(jì)劃實(shí)施的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，已將生活飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)從現(xiàn)有的35項(xiàng)增加到96項(xiàng)。對于受污染水的凈化處理，是給水處理領(lǐng)域內(nèi)急需解決的問題，特別是開發(fā)具有經(jīng)濟(jì)、高效特點(diǎn)，并適合我國國情，易于推廣應(yīng)用的飲用水凈化除污染技術(shù)，是人們非常關(guān)注和具有重要意義的一項(xiàng)迫切任務(wù)。

三、強(qiáng)化常規(guī)處理新技術(shù)

　　隨著給水技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對水質(zhì)要求的不斷提高，各種新型、高效的常規(guī)工藝凈化技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，不同程度上優(yōu)化和強(qiáng)化了常規(guī)處理的功能，提高了常規(guī)工藝的凈化效果，特別是該技術(shù)對受污染水源水中有機(jī)物的處理效果已逐漸被人們所認(rèn)識。
飲用水常規(guī)處理工藝依照目前傳統(tǒng)觀念認(rèn)識，是指以去除原水中的懸浮顆粒物、膠體物和細(xì)菌微生物為主要對象的工藝流程。其凈化機(jī)理基本上是以物理吸附為主，并據(jù)此得出以常規(guī)工藝對受污染水凈化效果不佳，甚至是無能為力的結(jié)論。
　　筆者通過對我國"八五"、"九五"重點(diǎn)科技攻關(guān)科研所取得的科技成果分析，提出了適用于處理受污染水源水的強(qiáng)化常規(guī)工藝新概念。它是指在加藥、混凝、沉淀、過濾的傳統(tǒng)工藝流程中，對其中任一工藝環(huán)節(jié)的強(qiáng)化或優(yōu)化，從而進(jìn)一步提高對水中有機(jī)污染物，包括低分子溶解性有機(jī)污染物的凈化效果?，F(xiàn)就幾種強(qiáng)化常規(guī)工藝用于處理受污染水源水進(jìn)行分析如下：
⒈ 強(qiáng)化混凝常規(guī)工藝去除水中有機(jī)污染物
　　該強(qiáng)化混凝常規(guī)工藝去除水中有機(jī)物的凈化機(jī)理，是基于新型藥劑的利用和絮凝技術(shù)的提高?；炷^程包括投藥、混合、凝聚和絮凝四個(gè)過程。傳統(tǒng)的混凝概念為水中加入混凝劑后，產(chǎn)生電中和、脫穩(wěn)和架橋作用，并通過絮體的接觸吸附等過程，使水中懸浮雜質(zhì)得到凈化。也正是因長期停留在該傳統(tǒng)藥劑作用機(jī)理的原因，對于新開發(fā)的各類新型復(fù)合藥劑的多功能、高效凈化（特別是對水中低分子可溶性有機(jī)物的凈化）機(jī)理，還缺乏深入的科學(xué)驗(yàn)證與認(rèn)識。這在一定程度上影響了新型藥劑的進(jìn)一步開發(fā)與利用。
給水處理選用的無機(jī)鹽混凝劑，在水中將形成一系列不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物（氫氧化物）和與陰離子有機(jī)物的結(jié)合物－－有機(jī)鹽類，從微觀分析，這些水解中間態(tài)產(chǎn)物和有機(jī)鹽的化學(xué)形態(tài)和性質(zhì)，決定其對有機(jī)物的凈化效果，也是去除水中有機(jī)物的主體。如何研制開發(fā)出具有最佳凝聚、絮凝成分的水解聚合形態(tài)的藥劑，和促進(jìn)具有較高氧化還原電位的金屬中間價(jià)態(tài)離子的穩(wěn)定性，發(fā)揮其最佳絮凝效果和最大限度地去除水中有機(jī)物，這是當(dāng)前給水藥劑領(lǐng)域的發(fā)展方向和科研主攻目標(biāo)。
　　新的強(qiáng)化混凝機(jī)理，首先是藥劑的組合功能，它不僅具有以絮凝體吸附水中非溶性大分子有機(jī)污染物的物理吸附作用；又能對水中溶解性低分子有機(jī)物產(chǎn)生很強(qiáng)的晶體析出、化學(xué)吸附和強(qiáng)氧化的多種凈化效果。實(shí)驗(yàn)證明：其溶液化學(xué)形態(tài)決定了對有機(jī)物的凈化功能的強(qiáng)弱，首先是借助高分子無機(jī)鹽混凝劑水解過程的中間產(chǎn)物（多元羥基絡(luò)合物）對大部分溶解性有機(jī)物產(chǎn)生吸附共沉作用。其次是由于無機(jī)鹽混凝劑的投加，水中大部分溶解有機(jī)物的陰離子功能團(tuán)又能置換氫氧化物表面結(jié)合的水分子或氫氧根（OH－）生成新的有機(jī)鹽。而這些新形成的有機(jī)鹽的溶解度較低,容易從水中以晶體的形態(tài)被析出。最后是某些新型復(fù)合藥劑在水中產(chǎn)生具有較高氧化還原電位中間價(jià)態(tài)離子的強(qiáng)氧化作用。
　　新的強(qiáng)化混凝是以提高水中有機(jī)物凈化效果為目的的強(qiáng)化常規(guī)工藝，不但對水中大、中分子有機(jī)物（主要指產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的先質(zhì)有機(jī)物）能有效的去除，同時(shí)對水中溶解性低分子有機(jī)物、氨氮、亞硝酸鹽、致突變毒性物等也有較明顯的凈化效果。
由中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院完成的國家"九五"科研成果《受污染高濁度水凈化集成技術(shù)與設(shè)備》，采用高效無機(jī)高分子混凝劑與有機(jī)超高分子絮凝劑的優(yōu)化組合和聯(lián)合投加、實(shí)現(xiàn)快速均勻混合的清水回流及強(qiáng)化絮凝的高密度旋流絮凝等新工藝新設(shè)備，強(qiáng)化了常規(guī)處理流程中的混凝工藝，對原水有機(jī)物的凈化取得較好的效果。對黃河高濁度水處理，當(dāng)進(jìn)水含沙量為10～20kg/m3時(shí)，生產(chǎn)性試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果表明：CODcr去除率95%以上； Ames毒性試驗(yàn)致突變率（MR）得到明顯改善：在原水水樣劑量為2L/皿時(shí)，突變率（MR）均大于2。經(jīng)處理后，突變率（MR）降為1.88～1.63； NH₃-N去除率為30%～50%，突破了傳統(tǒng)觀念對強(qiáng)化常規(guī)工藝凈化效果的認(rèn)識。
　　由哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院新開發(fā)成功的高鐵酸鹽復(fù)合藥劑，就是利用了鐵離子在強(qiáng)氧化條件下制得高氧化態(tài)的高價(jià)鐵鹽--高鐵酸鉀（K₂FeO₄）藥劑。該藥劑在水中的中間態(tài)水解產(chǎn)物由于有較大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和更高的正電位，其絮凝、吸附效果比一般鐵鋁混凝劑高。另外，該藥劑高價(jià)鐵Fe6+向低價(jià)鐵Fe3+還原過程中產(chǎn)生的Fe5+ 、Fe4+中間價(jià)態(tài)物，能釋放出較強(qiáng)的氧化電位，在溶液整個(gè)PH范圍內(nèi)都具有很強(qiáng)的氧化功能。其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位在某種條件下可達(dá)2.2V。（臭氧的氧化還原電位為2.07V）
　　由于高鐵酸鹽特殊的化學(xué)性質(zhì)，它在水處理過程中將發(fā)揮氧化、絮凝、吸附、析出等多功能的協(xié)同作用。對于水中多種有機(jī)物具有較高的去除效果，試驗(yàn)證明：在PH=5.5，原水濁度為28NTU的條件下，30mg/L高鐵酸鹽可將水中的硝基笨去除13.6%，三氯乙烯去除85.6%，萘去除100%。
　　由該校研制成功的又一新科技成果，用于給水處理中強(qiáng)化常規(guī)混凝工藝的又一新型藥劑--高錳酸鹽復(fù)合藥劑。該技術(shù)是將高錳酸鉀與某些無機(jī)鹽有機(jī)地復(fù)合，并通過控制一定的反應(yīng)條件，促進(jìn)高錳酸鉀氧化還原介穩(wěn)態(tài)中間產(chǎn)物的形成，從而強(qiáng)化了該藥劑對有機(jī)物的氧化、催化和吸附功能。在水處理過程中以常規(guī)處理工藝投加藥劑的方式加入原水中，水解后形成具有很強(qiáng)氧化能力的中間態(tài)成分，具有去除水中有機(jī)污染物、除藻、除臭、除味、除色和強(qiáng)化絮凝等綜合凈化作用。
　　圖1為高錳酸鹽復(fù)合藥劑除污染技術(shù)與現(xiàn)行常規(guī)給水處理工藝除污染效率的對比情況。取巢湖原水，投加15mg/L聚合鋁進(jìn)行混凝，分別投加氯（4mg/L）和高錳酸鹽復(fù)合藥劑（0.75mg/L）與單純聚合鋁混凝對比。

　　（濾后水峰面積，預(yù)綠化4.0mg/LCl2，高錳酸鹽投量0.75mg/L，聚合鋁均為15mg/L）

　　目前，該新型復(fù)合藥劑已在我國合肥、大連、哈爾濱、勝利油田等水廠推廣應(yīng)用，取得了去除水中有機(jī)污染的良好效果。
⒉ 強(qiáng)化沉淀常規(guī)工藝去除水中有機(jī)污染物
　　沉淀分離是常規(guī)給水處理工藝的重要組成部分，傳統(tǒng)的沉淀分離機(jī)理，是絮凝體借助接觸碰撞機(jī)遇，表面吸附水中大量懸浮物和膠體以及部分天然有機(jī)物，絮體以單顆粒分選沉降模式從水中分離去除。當(dāng)原水中絮體顆粒的濃度較高時(shí)，由于絮體間距的縮小，表面的接近和接觸，這種分選的自由沉降會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉欠诌x的干擾沉降。
　　由于水源水質(zhì)的有機(jī)污染增加，水中除含有懸浮物和膠體物以外，又增加了大量低分子可溶性有機(jī)物，各種金屬離子，各種鹽類，氨氮等有機(jī)和無機(jī)成份。它們是很難借助絮體的碰撞或架橋吸附而被去除的。
　　實(shí)測資料表明：水的濁度與有機(jī)物關(guān)系十分密切。將水的濁度降低至0.5NTU 以下，則有機(jī)物可能減少80％。所以強(qiáng)化常規(guī)處理、提高沉淀池凈化效果、降低出水濁度，是處理受污染水的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。
　　新的強(qiáng)化沉淀分離技術(shù)是基于以下論點(diǎn)：一是高效新型高分子絮凝劑的應(yīng)用，強(qiáng)化和增加了絮凝體的凈化特性；二是改善沉淀水流流態(tài)，減小沉降距離，大幅度提高沉淀效率；三是提高絮凝顆粒的有效濃度，促進(jìn)絮凝體整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的快速形成。當(dāng)水進(jìn)入沉淀區(qū)后，在水中很快形成懸浮狀態(tài)的整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過濾層，進(jìn)池原水通過該過濾層以自下而上的分離清水和自上而下濃縮絮凝泥渣的過程，實(shí)現(xiàn)對原水有機(jī)物進(jìn)行連續(xù)性網(wǎng)捕、掃裹、吸附、共沉等一系列綜合凈化，達(dá)到以強(qiáng)化常規(guī)工藝處理受污染水的目的。
據(jù)介紹，該凈化工藝在國外已有應(yīng)用，我國近年引進(jìn)給水處理技術(shù)中的高密度澄清池（沉淀池），即是以回流活性泥渣強(qiáng)化絮凝核心，增大進(jìn)水絮體有效濃度，改變沉淀分離流變特性，在沉淀區(qū)中部形成高濃度（20～30kg/m³）懸浮絮凝層，并輔加小間距斜板（斜管）沉淀設(shè)備，大幅度降低沉淀池出水濁度，提高對有機(jī)物的凈化效果，就是以強(qiáng)化沉淀常規(guī)工藝處理受污染原水，凈化水中有機(jī)物的一例。
　　上述科研成果《受污染高濁度水凈化集成技術(shù)與設(shè)備》也是基于這一新理念，充分利用了我國黃河高濁度水泥砂濃度高，顆粒細(xì)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，在沉淀分離過程中形成整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)懸浮過濾絮凝層的獨(dú)特凈化優(yōu)勢，采用強(qiáng)化常規(guī)處理工藝，實(shí)現(xiàn)對受污染水凈化并取得良好效果的又一實(shí)例。
⒊ 強(qiáng)化過濾常規(guī)工藝去除水中有機(jī)污染物
　　給水過濾是一個(gè)很復(fù)雜的凈化過程，它由水力運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散、吸附和攔截等過程組成。在傳統(tǒng)常規(guī)工藝中，用過濾方法處理水中有機(jī)污染在國內(nèi)外早有應(yīng)用，如以生物過濾技術(shù)中的慢濾池處理受污染水，就是具體的一例。但慢濾池因設(shè)計(jì)負(fù)荷較低、周期短、凈化效率低和占地面積大等缺點(diǎn)，限制了在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。近十幾年來 ，通過國家"八五"、"九五"科技攻關(guān)項(xiàng)目的試驗(yàn)研究，新研發(fā)了多項(xiàng)多功能活性濾料以強(qiáng)化過濾工藝處理受污染水的新工藝，給強(qiáng)化常規(guī)工藝又增添了一項(xiàng)新內(nèi)容。
　　由重慶建筑大學(xué)研制成功的處理受污染水活性濾料；活性氧化鋁濾料（AA）和惰性氧化鋁濾料（MA）濾池，既有傳統(tǒng)常規(guī)工藝基本流程的特點(diǎn)，又能有效的去除水中有機(jī)污染物（包括極性、非極性、飽和鏈、非飽和鏈有機(jī)物）。科研成果提出了在普通V型濾池濾料層上部一定厚度內(nèi)，改用活性炭和該活性濾料組成的復(fù)合床，既發(fā)揮了活性炭濾料對水中非極性有機(jī)物的吸附效應(yīng)，又利用了活性濾料能吸附極性有機(jī)物的互補(bǔ)凈化優(yōu)勢。生產(chǎn)性試驗(yàn)以加速澄清池和新型活性濾料濾池組合處理受污染原水，取得了良好的處理效果：其凈化效果在濾池空床接觸時(shí)間（EBCT值）為9～18min時(shí)，氨氮去除率達(dá)90％以上；CODmn去除率為42%～47.8%；Ames試驗(yàn)指標(biāo)均有明顯降低。對于TA98和TA100的兩種菌株，試驗(yàn)濾池出水（消毒）出現(xiàn)突變率MR＜2的最小致突變劑量為3.1L/皿。
　　另外，國內(nèi)外近年來開發(fā)成功的各種改性濾料，就是在傳統(tǒng)過濾濾料的基礎(chǔ)上，使表面通過化學(xué)反應(yīng)附加了一層改性劑（活性氧化劑）。改性濾料正是發(fā)揮了在濾料表面增加巨大的比表面積和強(qiáng)化的吸附能力，以及與水中各類有機(jī)物接觸過程中由表面涂料所產(chǎn)生的強(qiáng)化學(xué)吸附和氧化凈化功能，不但能凈化大分子和膠體有機(jī)質(zhì)，同時(shí)還可以大量吸附和氧化水中小分子的各種離子、可溶性有機(jī)物，達(dá)到全面改善水質(zhì)的目的。
　　與此同時(shí)，國內(nèi)研發(fā)成功了用天然活性載體代替?zhèn)鹘y(tǒng)石英砂濾料，并應(yīng)用于生產(chǎn)的應(yīng)用實(shí)例，如天然或合成沸石濾料、陶粒濾料等多孔活性濾料的使用，都是既保留了常規(guī)工藝的特點(diǎn)和優(yōu)勢，又提高了對水中有機(jī)物和有害金屬離子的凈化效果。經(jīng)氯化鈉活化的沸石濾池生產(chǎn)試驗(yàn)測試結(jié)果表明，三氯甲烷和四氯化碳的平均去除率分別達(dá)到52.7％和40.8％，氨氮的去除率達(dá)到50％左右，苯的去除率可達(dá)60％～70％，并能去除水中有害金屬離子，明顯優(yōu)于石英砂濾料的去除效果。
　　據(jù)資料報(bào)道，采用某種多功能活性復(fù)合濾料凈化受污染水，可以取代深度處理中的生物活性炭濾池，對水中溶解有機(jī)物、無機(jī)鹽、離子等有很高的凈化效果，濾后水就是潔凈的飲用水。

四、結(jié)論

　　綜上所述，隨著水源遭受污染的加劇，生活飲用水水質(zhì)要求的更加嚴(yán)格和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，人們對水中各類有毒、有害物及微污染有機(jī)物的凈化已倍加關(guān)注。各種受污染水處理的工藝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，已成為當(dāng)前水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)。結(jié)合各地水源水質(zhì)特點(diǎn)，這些新技術(shù)也逐步在某些水廠先后得到應(yīng)用，取得了提高供水水質(zhì)的成功經(jīng)驗(yàn)。
　　不可否認(rèn)，上述對受污染水的預(yù)處理技術(shù)和深度處理技術(shù)，對去除水中各類有機(jī)物都是有效的。但結(jié)合我國國情和目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，展望對我國現(xiàn)有已建水廠常規(guī)工藝的改造和挖潛，以及在擴(kuò)建與新建水廠中推廣應(yīng)用，本著實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、有效的原則，上述深度處理工藝，目前在我國普遍推廣還有一定的困難與某些限制。而采用上述新強(qiáng)化常規(guī)工藝，不但具有投資省，運(yùn)行穩(wěn)定，能耗低，維護(hù)管理簡便、易于實(shí)施等特點(diǎn)，而且又具有對水中有機(jī)物凈化有效的優(yōu)勢。所有這些也是生物預(yù)處理和活性炭深度處理等工藝無法相比的。據(jù)此，在我國當(dāng)前對受污染水凈化處理工藝選擇中，結(jié)合各地的實(shí)際情況，采用強(qiáng)化常規(guī)工藝，是比較實(shí)際和具有較大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的，也應(yīng)是目前我國在對受污染水的處理工藝流程選擇中，視為較經(jīng)濟(jì)合理的方案。

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