飲用水處理中的工藝技術(shù)

飲用水處理中的工藝技術(shù)給排水09-1班趙梓琦摘要：隨著人類生活水平的提高，我們對飲用水質(zhì)量水平要求也日益增高，飲用水的凈化技術(shù)也是現(xiàn)在一個世界上，特別是中國的一個重要的研究課題。水中的病原微生物是人類患病的重要原因，而飲用水的凈化技術(shù)也是在人類與致病性微生物抗?fàn)幹胁粩喟l(fā)展的。關(guān)鍵詞：飲用水處理二氧化氯臭氧嗅味藻類去除水這種物質(zhì)很早以前就被人類認定為是生命之源了，它是人類生存和生活所必不可少的物質(zhì)，而水的污染也是由來已久，很多疾病都是靠水中的微生物傳播，給水處理的任務(wù)是通過必要的處理方法去除水中雜質(zhì)，使之符合生活飲用或工業(yè)使用所要求的水質(zhì)。水處理方法應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)和用水對象對水質(zhì)的要求胡定。在給水處理中，有的處理方法除了具有某一特定的處理效果外，往往也直接或間接地兼收其它處理效果。為了達到某一處理目的，往往幾種方法結(jié)合使用。自20世紀60年代以來，隨著工業(yè)合成的迅速發(fā)展，飲用水源不僅受到越來越多的城市污水核工業(yè)廢水等污染源的污染，給水中帶來了難以或不能生物降解的有機物。面對越來越多的微生物和有機物，傳統(tǒng)水處理工藝當(dāng)然不能承載。下面是幾種水處理的方法：澄清和消毒這是以地表水為水源的生活飲用水的常用處理工藝。但工業(yè)用水也常需澄清工藝。澄清工藝通常包括混凝、沉淀和過濾。處理對象主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)。原水加藥后，經(jīng)混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，而后通過沉淀池進行重力分離。過濾是利用粒狀濾料截留水中雜質(zhì)的構(gòu)筑物，常置于混凝和沉淀構(gòu)筑物之后，用以進一步降低水的渾濁度。完善而有效的混凝、沉淀和過濾，不僅能有效地降低水的濁度，對水中某些有機物、細菌及病毒等的去除也是有一定效果的。根據(jù)原水水質(zhì)不同，在上述澄清工藝系統(tǒng)中還可適當(dāng)增加或減少某些處理構(gòu)筑物。例如，處理高濁度原水時，往往需設(shè)置泥沙預(yù)沉池或沉沙池；原水濁度很低時，可以省去沉淀構(gòu)筑物而進行原水加藥后的直接過濾。但在生活飲用水處理中，過濾是必不可少的。大多數(shù)工業(yè)用水也往往采用澄清工藝作為預(yù)處理過程。如果工業(yè)用水對澄清要求不高，可以省去過濾而僅需混凝、沉淀即可。消毒是滅活水中致病微生物，通常在過濾以后進行。主要消毒方法是在水中投加消毒劑以滅致病微生物。當(dāng)前我國普遍采用的消毒劑是氯，也有采用漂白粉、二氧化氯及次氯酸鈉等。臭氧消毒也是一種消毒方法?！盎炷怀恋硪贿^濾一消毒”可稱之為生活飲用水的常規(guī)處理工藝。我國以地表水為水源的水廠主要采用這種工藝流程。如前所述，根據(jù)水源水質(zhì)不同，尚可增加或減少某些處理構(gòu)筑物。除臭、除味這是飲用水凈化中所需的特殊處理方法。當(dāng)原水中臭和味嚴重而采用澄清和消毒工藝系統(tǒng)不能達到水質(zhì)要求時方才采用。除臭、除味的方法取決于水中臭和味的來源。例如，對于水中有機物所產(chǎn)生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化法去除；對于溶解性氣體或揮發(fā)性有機物所產(chǎn)生的臭和味，可采用曝氣法去除；因藻類繁殖而產(chǎn)生的臭和味，可采用微濾機或氣浮法去除藻類，也可在水中投加除藻藥劑；因溶解鹽類所產(chǎn)生的臭和味，可采用適當(dāng)?shù)某}措施等等。二氧化氯是一種水溶性的氧化劑，在美國有500多家水處理廠中使用。二氧化氯能迅速殺死細菌和病毒，它不與酚類反應(yīng)生成有害的化合物，并且能降低或消除使用氯氣易形成的致誘變和致癌的三鹵甲烷。二氧化氯是一個穩(wěn)定的自由單體，室溫下以氣體形式存在，易溶于水。在處理水時，二氧化氯加到水中以后，主要是被還原后生成亞氯酸根離子和氯離子，少部分也可形成氯酸根離子。二氧化氯可與水反應(yīng)生成亞氯酸和氯酸。在通常情況下，二氧化氯不與有機物反應(yīng)，除非那些有機物含有特殊的活潑性官能團，例如雙鍵或酚環(huán)。在飲用水處理時，二氧化氯通常是在后面的步驟中加入，它常被用來控制有機氯化物如氯仿的形成。因為二氧化氯能迅速還原為亞氯酸根和氯離子，因而它不會與人體接觸，在用二氧化氯處理過的水中，二氧化氯的含量應(yīng)保持在1ppm以下，最后從水龍頭放出的水中，二氧化氯已經(jīng)沒有了，但它的一部分分解產(chǎn)物亞氯酸根仍將存在。二氧化氯與有機物的反應(yīng)較復(fù)雜，主要發(fā)生氧化反應(yīng)，主要有酸、醇、環(huán)氧化物等。據(jù)有關(guān)專家研究，二氧化氯對細菌細胞壁有較強的吸附力，從而破壞細菌內(nèi)含酶，可快速控制微生物蛋白的合成，故二氧化氯對細菌、病毒等有很強的滅活能力。二氧化氯不與氨反應(yīng)，故氨氮含量高的水采用二氧化氯消毒仍可保持其全部殺菌能力。臭氧(O3)又名活性氧，是氧氣的同素異構(gòu)體，易溶于水，在水中即刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生中間物質(zhì)單原子氧和羥基(0H)單原子氧氧化能力極強，羥基也是強氧化劑、催化劑，因此，臭氧具有較強的消毒效果，并可以分解一般氧化劑難以破壞的有機物單原子氧和羥基消毒作用的機理為：(1)臭氧可以分解細菌的細胞壁，擴散進人細胞內(nèi)，氧化破壞細胞內(nèi)的酶而殺死病菌；(2)臭氧可與細菌細胞壁脂類般鍵反應(yīng)，進人細菌體內(nèi)部，作用于脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導(dǎo)致細胞溶解。臭氧殺菌消毒、分解水中有機質(zhì)及無機物的能力比常用的氯高出幾百倍。而且由于臭氧不穩(wěn)定，反應(yīng)過后易生成氧和水，從而=不會造成二次污染。臭氧在水處理中最早的應(yīng)用就是作為消毒劑。它對一般細菌、大腸菌、病毒等特別有效，其殺菌能力比氯系列消毒劑要強幾十倍到幾百倍。臭氧氧化能力強，用于消毒殺菌殺傷力達，速度快；臭氧可氧化溶解性鐵，形成高價沉淀物，使之易于去除；可將有害物質(zhì)氧化為無害物質(zhì)；可減少臭味，降低色度；可將生物難分解的大分子有機物氧化分解為中小分子有機物。人們對水質(zhì)的最直接的評價，首先是水的顏色、嗅味、渾濁程度。水中有多種嗅味，意味著水中的成分是復(fù)雜多樣的。多年的研究資料表明，水中修為主要來源于藻類和其他水生動植物的代謝產(chǎn)物或分解產(chǎn)物。藻類的去除方法有很多種，首先就是預(yù)加氯，在混合、反應(yīng)之前加氯，殺死藻類，以便在沉淀池中有效沉淀，減少進入濾池的數(shù)量。還有選用高分子助凝劑，利利用它的吸附架橋作用，改善混凝效果，促使藻類在沉淀池中沉淀。水環(huán)境的惡化、需水量的增長、海水等成為飲用水的代用水源、環(huán)境危機、能源危機、可持續(xù)發(fā)展的理念，都都對飲用水處理技術(shù)提出了新的要求。近年來，傳統(tǒng)飲用水處理技術(shù)的改進和深度處理的迅猛發(fā)展，使優(yōu)質(zhì)飲用水成為可能，但在考慮到處理效果是否良好，能否引起二次污染，是否具有殘余消毒能力，價格是否低廉等因素時，往往不能獲得滿意效果，將現(xiàn)有工藝組合，揚長避短，得到潔凈、