自来水净化技术.doc

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1、自来水净化技术研究国内外研究概况及发展趋势：1第一代自来水净化工艺自来水厂净水常规处理工艺主要是由混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒等工序组成，如图1所示，其理论主要是建立在传统的以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上，该工艺被中国和世界上大多数水厂所采用。氯化消毒混凝剂出水地表水砂滤池沉淀池絮凝池图1自来水厂常规处理工艺流程图“混凝→沉淀→过滤→消毒”是以地表水为水源的生活饮用水处理工艺，可称为第一代工艺，也称为常规工艺。常规工艺去除对象是引起水浑浊的悬浮物及胶体物质。混凝、沉淀和过滤在去除浊度的同时，对色度、细菌

2、和病毒等也有一定去除作用。通过向水中投加氯气、漂白粉，或二氧化氯等消毒剂，杀灭滤后水中致病微生物，达到饮用水水质要求。2第二代自来水净化工艺20世纪70年代，在城市饮用水中发现了种类众多的对人体有毒害的微量有机污染物和氯化消毒副产物，而第一代工艺不能对其有效去除和控制，某些水中微量有机污染物能使人致癌、致畸、致突变(三致物)。在这个背景下研发出第二代城市饮用水净化工艺，即在第一代工艺后面增加了活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳等深度处理工艺。第二代工艺能比较有效地去除和控制水中的有机污染物和氯化消毒副产物，使水的化学安全

3、性得到提高。2.1活性炭吸附法活性炭技术是20世纪60年代从国外引进的深度处理技术，不仅是最成熟有效的方法，而且是具有潜力的技术。活性炭是一种多孔性物质，内部具有发达的空隙结构和巨大的比表面积，活性炭的空隙分为大孔、过渡孔和微孔，大孔主要分布在活性炭表面，对有机物的吸附甚微，过渡孔是水中大分子有机物的吸附场所和小分子有机物进入微孔的通道，而微孔则是活性炭吸附有机物的主要区域，微孔构成的比面积占总面积的95%，活性炭对有机物的去除受有机物特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响，同样大小的有机物，溶解度愈大，亲水性

4、愈强，活性炭对其吸附性愈差。实验结果表明[4]，活性炭对分子量在500～3000的有机物有明显的去处效果，去除率一般为70%～87%.2.2生物预处理技术生物预处理]对水中氨氮的去除最为有效，同时，还可去除一些有机物和铁、锰。目前，该项技术在上海与浙江嘉兴地区已有应用。生物预处理工艺以生物膜法为主，包括生物滤池法、生物接触氧化法和生物流化床法。生物预处理的填料（填料可根据处理水质的不同采用生物陶粒填料或卵石填料上生长着细菌、原生动物、后生动物等微生物，从而形成生物膜。当与水接触时，生物膜上的微生物摄取、分解水中的有机物

5、和氮、磷等营养物质，去除常规工艺不能充分去除的氨氮、亚硝酸盐氮、藻类、臭味等；同时，去除或减少可能在加氯后生成的致突变物质的前驱物，从而使水得到净化。生物预处理对某些降解缓慢的化合物，如氯仿、三氯乙烯等的去除效果较差，对优先污染物的去除效果也不佳，且无法间歇运行等。2.3臭氧-生物活性炭技术（O3-BAC）臭氧（O3）是一种很强的氧化剂和消毒剂，它可使水中大分子的有机物分解为小分子状态，改变水中成分达到净水的目的。但O3容易引起细菌繁殖。臭氧的强氧化性也造成它在水中不稳定，容易失效，在管网中杀菌效果不能持久，因此臭氧很

6、少在水深度处理工艺中单独使用，在此基础上发展了臭氧与活性炭联用技术。臭氧-生物活性炭技术是目前国际上最先进的水处理工艺，在日、欧、美广泛应用。目前国外普遍采用的工艺流程如图2。源水沉淀加药预臭氧生物砂滤氯化生物活性炭臭氧图2臭氧-生物活性炭工艺流程2.4高级氧化技术高级氧化技术在饮用水处理中主要用于去除原水中的天然有机物和农药残留物。(1)TiO2-UV联合工艺高级氧化研究大都停留在实验室阶段，在水处理实际工程中的应用很少。(2)臭氧高级氧化-生物活性炭(AOPs-BAC)工艺该工艺是采用臭氧高级氧化和生物活性炭滤池联

7、用的方法，将臭氧高级氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解几种技术合为一体。其主要目的是去除原水中微量有机物和氯消毒副产物的前体物等有机指标。2.5活性炭-膜技术在活性炭-膜技术组合系统中，利用活性炭吸附技术对污水进行必要的预处理以降低浊度、色度和各种类型的有机化合物的浓度，用膜进行处理后可有效地解决出水中含有一定量细菌的问题，保证了出水水质。2.6超声空化技术在超声水处理过程中，声空化诱发的高级氧化过程对于降低水污染物的毒性、降解难于降解的有机物和提高生化比等都有较好的效果。现阶段超声空化技术主要用在实验室小水量的处

8、理研究中，尚处于基础研究阶段。3第三代自来水净化工艺20世纪末叶，水中发现了新的致病原生动物——蓝氏贾第虫和隐孢子虫（“两虫”），出现了藻类大量繁殖以及藻毒素、嗅味、水的生物稳定性、有害水生生物——剑水蚤和红虫等重大微生物安全问题。膜分离技术被公认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高技术之一3.1膜分离技术的特点(1)膜分