饮用水处理中的工艺技术

饮用水处理中的工艺技术给排水09-1班赵梓琦摘要：随着人类生活水平的提高，我们对饮用水质量水平要求也日益增高，饮用水的净化技术也是现在一个世界上，特别是中国的一个重要的研究课题。水中的病原微生物是人类患病的重要原因，而饮用水的净化技术也是在人类与致病性微生物抗争中不断发展的。关键词：饮用水处理二氧化氯臭氧嗅味藻类去除水这种物质很早以前就被人类认定为是生命之源了，它是人类生存和生活所必不可少的物质，而水的污染也是由来已久，很多疾病都是靠水中的微生物传播，给水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。水处理方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求胡定。在给水处理中，有的处理方法除了具有某一特定的处理效果外，往往也直接或间接地兼收其它处理效果。为了达到某一处理目的，往往几种方法结合使用。自20世纪60年代以来，随着工业合成的迅速发展，饮用水源不仅受到越来越多的城市污水核工业废水等污染源的污染，给水中带来了难以或不能生物降解的有机物。面对越来越多的微生物和有机物，传统水处理工艺当然不能承载。下面是几种水处理的方法：澄清和消毒这是以地表水为水源的生活饮用水的常用处理工艺。但工业用水也常需澄清工艺。澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。原水加药后，经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离。过滤是利用粒状滤料截留水中杂质的构筑物，常置于混凝和沉淀构筑物之后，用以进一步降低水的浑浊度。完善而有效的混凝、沉淀和过滤，不仅能有效地降低水的浊度，对水中某些有机物、细菌及病毒等的去除也是有一定效果的。根据原水水质不同，在上述澄清工艺系统中还可适当增加或减少某些处理构筑物。例如，处理高浊度原水时，往往需设置泥沙预沉池或沉沙池；原水浊度很低时，可以省去沉淀构筑物而进行原水加药后的直接过滤。但在生活饮用水处理中，过滤是必不可少的。大多数工业用水也往往采用澄清工艺作为预处理过程。如果工业用水对澄清要求不高，可以省去过滤而仅需混凝、沉淀即可。消毒是灭活水中致病微生物，通常在过滤以后进行。主要消毒方法是在水中投加消毒剂以灭致病微生物。当前我国普遍采用的消毒剂是氯，也有采用漂白粉、二氧化氯及次氯酸钠等。臭氧消毒也是一种消毒方法。“混凝一沉淀一过滤一消毒”可称之为生活饮用水的常规处理工艺。我国以地表水为水源的水厂主要采用这种工艺流程。如前所述，根据水源水质不同，尚可增加或减少某些处理构筑物。除臭、除味这是饮用水净化中所需的特殊处理方法。当原水中臭和味严重而采用澄清和消毒工艺系统不能达到水质要求时方才采用。除臭、除味的方法取决于水中臭和味的来源。例如，对于水中有机物所产生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化法去除；对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味，可采用曝气法去除；因藻类繁殖而产生的臭和味，可采用微滤机或气浮法去除藻类，也可在水中投加除藻药剂；因溶解盐类所产生的臭和味，可采用适当的除盐措施等等。二氧化氯是一种水溶性的氧化剂，在美国有500多家水处理厂中使用。二氧化氯能迅速杀死细菌和病毒，它不与酚类反应生成有害的化合物，并且能降低或消除使用氯气易形成的致诱变和致癌的三卤甲烷。二氧化氯是一个稳定的自由单体，室温下以气体形式存在，易溶于水。在处理水时，二氧化氯加到水中以后，主要是被还原后生成亚氯酸根离子和氯离子，少部分也可形成氯酸根离子。二氧化氯可与水反应生成亚氯酸和氯酸。在通常情况下，二氧化氯不与有机物反应，除非那些有机物含有特殊的活泼性官能团，例如双键或酚环。在饮用水处理时，二氧化氯通常是在后面的步骤中加入，它常被用来控制有机氯化物如氯仿的形成。因为二氧化氯能迅速还原为亚氯酸根和氯离子，因而它不会与人体接触，在用二氧化氯处理过的水中，二氧化氯的含量应保持在1ppm以下，最后从水龙头放出的水中，二氧化氯已经没有了，但它的一部分分解产物亚氯酸根仍将存在。二氧化氯与有机物的反应较复杂，主要发生氧化反应，主要有酸、醇、环氧化物等。据有关专家研究，二氧化氯对细菌细胞壁有较强的吸附力，从而破坏细菌内含酶，可快速控制微生物蛋白的合成，故二氧化氯对细菌、病毒等有很强的灭活能力。二氧化氯不与氨反应，故氨氮含量高的水采用二氧化氯消毒仍可保持其全部杀菌能力。臭氧(O3)又名活性氧，是氧气的同素异构体，易溶于水，在水中即刻发生还原反应，产生中间物质单原子氧和羟基(0H)单原子氧氧化能力极强，羟基也是强氧化剂、催化剂，因此，臭氧具有较强的消毒效果，并可以分解一般氧化剂难以破坏的有机物单原子氧和羟基消毒作用的机理为：(1)臭氧可以分解细菌的细胞壁，扩散进人细胞内，氧化破坏细胞内的酶而杀死病菌；(2)臭氧可与细菌细胞壁脂类般键反应，进人细菌体内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细胞溶解。臭氧杀菌消毒、分解水中有机质及无机物的能力比常用的氯高出几百倍。而且由于臭氧不稳定，反应过后易生成氧和水，从而=不会造成二次污染。臭氧在水处理中最早的应用就是作为消毒剂。它对一般细菌、大肠菌、病毒等特别有效，其杀菌能力比氯系列消毒剂要强几十倍到几百倍。臭氧氧化能力强，用于消毒杀菌杀伤力达，速度快；臭氧可氧化溶解性铁，形成高价沉淀物，使之易于去除；可将有害物质氧化为无害物质；可减少臭味，降低色度；可将生物难分解的大分子有机物氧化分解为中小分子有机物。人们对水质的最直接的评价，首先是水的颜色、嗅味、浑浊程度。水中有多种嗅味，意味着水中的成分是复杂多样的。多年的研究资料表明，水中修为主要来源于藻类和其他水生动植物的代谢产物或分解产物。藻类的去除方法有很多种，首先就是预加氯，在混合、反应之前加氯，杀死藻类，以便在沉淀池中有效沉淀，减少进入滤池的数量。还有选用高分子助凝剂，利利用它的吸附架桥作用，改善混凝效果，促使藻类在沉淀池中沉淀。水环境的恶化、需水量的增长、海水等成为饮用水的代用水源、环境危机、能源危机、可持续发展的理念，都都对饮用水处理技术提出了新的要求。近年来，传统饮用水处理技术的改进和深度处理的迅猛发展，使优质饮用水成为可能，但在考虑到处理效果是否良好，能否引起二次污染，是否具有残余消毒能力，价格是否低廉等因素时，往往不能获得满意效果，将现有工艺组合，扬长避短，得到洁净、