专题：饮用水处理组合工艺选择

专题二：饮用水处理组合工艺选择地表水净化工艺流程地下水净化工艺流程地表水净化工艺常规净化工艺微污染水源水净化工艺高浊度水净化工艺富营养化水库水处理工艺低温低浊水处理工艺常规净化工艺高浊度水处理工艺低温低浊水处理工艺低温低浊水对混凝的影响低温水中，分子热运动减慢，介质的粘度提高，不利于被处理水体中初始胶体在热运动影响下的颗粒浓度自动均布，介质粘稠度高，颗粒碰撞机会减少，导致混凝迟缓混凝剂水解速度降低，水解不完全，药剂利用不充分水温低时形成的絮状物，在沉淀池中的沉降速度减慢低浊水由于固相浓度很小，其空间网络没有交联的键，因而容易破坏低浊度水造成混凝剂需要量的增加

讨论：针对低温低浊水可选用的强化工艺助滤剂能提高滤液过滤效率的物质。为防止滤渣堆积过于密实，使过滤顺利进行，而使用细碎程度不同的不溶性惰性材料。常用的助滤剂有硅藻土、活性炭、金属屑和炉渣等。硅藻土具有很大的比表面积，能吸附胶体物质，并形成空隙率很高的滤饼，是应用最广泛的助滤剂。助滤剂的使用方法一种是将助滤剂按一定比例与待滤的悬浮液混合，然后一起过滤；另一种是制备只含助滤剂的悬浮液，先行过滤，在过滤介质上形成预涂层，然后再过滤滤浆。助滤剂预涂层能承受一定压力而不变形，又可防止滤布因堵塞而增加阻力。微污染水处理工艺针对微污染水，可选用以下方式强化处理：1增加预处理构筑物，如化学氧化预处理、生物预处理(接触氧化池或生物滤池)等;2增加深度处理构筑物，如活性炭吸附(或者臭氧-活性炭联用)技术;3强化改造现有工艺，如强化混凝、强化过滤、优化消毒;4综合采用前面几种技术。微污染水处理工艺1强化预处理化学预氧化预氧化技术是一种提高常规混凝工艺效率的方法，常用氧化剂有氯、二氧化氯、高锰酸钾和臭氧等。（1）氯预氧化在水源水输送过程中或进入常规处理工艺构筑物之前，投加一定量氯气可以控制因水源污染生成的微生物和藻类在管道内或构筑物的生长，同时也可以氧化一些有机物和提高混凝效果并减少混凝剂用量。但是由于预氯化导致大量卤化有机污染物生成，如三卤化物、卤乙酸等，而这些生成物不易被后续常规处理工艺所去除，因此可能造成处理后水的毒理学安全性下降。（2）二氧化氯预氧化一种强氧化剂，可脱色、除臭、除味、控制酚、氯酚和藻类生长，对水中病原微生物、病毒、芽抱、管网中异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等，均有很高的杀灭效果。它有选择地与无机物进行反应，在控制三卤甲烷的形成和减少总有机卤甲烷方面与氯相比具有优越性，几乎不产生三卤甲烷及其它有机卤化合物，但能形成其它毒性副产物，如亚氯酸盐、氯酸盐等，其毒性甚至比氯或臭氧副产物的更高，国际癌症研究所将亚氯酸盐归入易见的致癌物类中。（3）高锰酸钾预氧化高锰酸钾预氧化不但可以有效去除微量有机物和降低致突变活性，还可以在一定程度上强化后续处理过程。由于高锰酸钾的水解产物水合二氧化锰絮体的强氧化作用和与有机物的广谱作用性，对于水中的天然有机物、藻类、产生色度以及嗅、味的其他有机物，水合二氧化锰会破坏其碳链或官能团，改变有机物结构，被降解的有机物进而与水中的其他离子发生络合作用，失去稳定性，从而在沉淀或过滤中得以去除。在投加混凝剂之前或同时向水中投加高锰酸钾复合药剂溶液，不需增加过多的附属设备（4）臭氧预氧化生物预处理主要以生物膜法为主，具体有生物滤池法、生物接触氧化法等。生物预处理2强化混凝3强化沉淀4强化过滤改性滤料改性滤料是一簇架状结构的、多孔的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物，其结构基础是硅（铝）氧四面体，通过氧桥在三度空间相连接，最终形成了铝硅酸盐的一维、二维、三维孔道体系。孔道中通常被具有移动性的阳离子和水充填，因此废水具有阳离子交换性能。改性滤料分类1、高温活化型改性滤料。2、中高温活化型改性滤料。3、离子交换型改型滤料。4、除铁除锰改性滤料。5、去Se改性滤料6、改性降氟净水滤料。

改性滤料的功能1.取代传统活性炭，用于处理地下水的吸附、过滤及去除有机成分；2.可根据用户需要选择不同的改性方式，用于去除水中的铁、锰等各种重金属离子或氟离子等有害成分。3.寿命周期长，效果显著。4.可以同时去除水中的硬度、浊度、色、味及重金属，其吸附性能可以在某些领域取代活性炭，寿命长而造价低

活性炭吸附5深度处理活性炭吸附技术能最有效地去除水中的有机物，并对水中色、嗅、味、农药、有机氯化物等有良好的去除率，将是今后给水净水厂首先应考虑增加的深度处理措施。但需要特别指出的是，从经济角度来看，采用活性炭吸附技术每处理1m3/d水的投资将在80-100元，运转费将增加0.15元/m3左右。生物活性炭a.提高出水水质，可提高水中溶解性有机物的去除率;b.延长活性碳再生周期，减少运行费用;c.水中的氨氮可被生物转化为硝酸盐，从而减少后氯化的投氯量，降低三氯甲烷生成量臭氧-活性炭联合深度处理a.原水的臭氧预氧化b.生物活性炭处理和臭氧后氧化c.氯消毒

其一是直接将部分能被其氧化成无害物质的污染物去除；其二是将大分子有机物分解成可为生物降解的小分子有机物，同时利用臭氧分解后产生的氧使水的溶解氧充足，从而为后续活性炭处理中的生物降解提供必要的条件；其三，氧化水中溶解性锰铁，生成难溶性氧化物，提高过滤效果；其四，有充氧作用，为后续生物活性碳提供DO。该工艺中臭氧的作用：其一，破坏水中残余臭氧；其二，吸附去除水中化合物和臭氧副产物；其三，活性炭表面细菌的生物降解作用；其四，去除臭味异味物质；其五，表面附着的硝化菌可以降低水中氨氮的浓度。该工艺中活性炭的作用：其一，利用强氧化性，破坏细菌体上的脱氢酶，杀菌；其二，氧化残余有机物。该工艺中臭氧后氧化的作用：

臭氧氧化的是大分子憎水性有机物、活性炭吸附的主要对象是中间分子量的有机物，微生物是去除小分子的亲水性有机物，三者相互补充，提高了去除的效果。臭氧-活性炭工艺优势：案例：徐州市地面水厂工艺改造背景

徐州市地面水厂位于市区北郊，建成投产于1992年6月，设计日处理水量约20万m3，目前日处理水量约10万m3。该厂源水主要来自微山湖的湖西航道和大运河。正常情况下水厂能够取到接近Ⅲ类水源水质的源水。

原有工艺流程存在的问题——水源水质污染

一是突发性水源污染频率高，造纸废水污染占主要地位；二是取水口距船闸较近，造成取水口附近经常有大量船只滞留，影响水质；三是夏季微山湖水草腐败，有机腐殖质等含量较高。结果造成有机耗氧物质、色度、氨氮、亚硝酸盐等指标严重超标。

存在的问题——常规强化效果有限常规强化方法：增加折点加氯和混凝剂投加量

一是增加了水厂药剂费用二是增加了出厂水对管道腐蚀的问题三是造成了严重的氯化有机物问题改造方案

方案一：生物预处理＋粉末活性炭＋常规工艺

方案二：臭氧预处理＋粉末活性炭＋常规工艺＋生物活性炭滤池工艺序号项目方案一方案二1总投资（万元）140033002工程费用（万元）115028003制水成本（元╱m3）0.040.234源水水质Ⅲ――Ⅳ类Ⅲ――Ⅳ类5出水水质（88项）基本保证保证6工程量较小大7建设周期短长8与原有水厂管路交叉基本没有多9供水可靠性一般好两方案的主要优缺点

方案一一次性投资较小，技术性要求相对较低，增加的运行成本较少，但受源水水质冲击负荷及温度影响较大。

方案二一次性投资较大，技术要求较高，管理较复杂，增加的运行成本较高，水质处理受水温的影响比第一方案小，在不出现特大冲击负荷情况下，出厂水水质可以满足一类水的水质指标要求。结论由于徐州地处江苏北部，冬季气温比较低（小于10度的气温在100天左右），生物预处理工艺在冬季难以保证处理效果。因此，增加了深度处理工艺的第二方案具有更强的适应范围，应优先考虑第二方案。富营养化水处理工艺藻类去除工艺技术分析预处理技术物理法：采用网眼孔径为10-45um的微滤机，除藻率约为50%-70%。化学法：预氯化可杀死藻类，去除效果好，但预氯化同时可生成DBPs，因此预氯化应用受限;二氧化氯预氧化除藻效果较好，但其副产物亚氯酸盐使二氧化氯预氧化应用受限;KMnO4投加量为1-3mg/L,藻类总去除率可达81%-95%,且副产物生成量极少。臭氧预氧化除藻及藻毒素效果好，可溶裂藻细胞、杀藻，使死亡的藻类易于被后续工艺去除。但该工艺设备投资大，运行费用高。过氧化氢对水中藻类有明显的去除作用，但不会产生有毒害的副产物。藻类去除技术分析常规工艺强化强化混凝：可在絮凝池流道中设置多层格网强化混凝，改造后可去除30%以上的高锰酸盐指数和70%以上的藻类；

气浮：气浮去除率一般为70%-80%经过技术改进和优化的强化气浮工艺除藻效率可达到90%。我国昆明、苏州、无锡等市均采