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(duì)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(gè)世界上，特別是中國(guó)的一個(gè)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(rèn)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(lái)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(guò)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(duì)象對(duì)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(dá)到某一處理目的，往往幾種方法結(jié)合使用。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著工業(yè)合成的迅速發(fā)展，飲用水源不僅受到越來(lái)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(lái)了難以或不能生物降解的有機(jī)物。面對(duì)越來(lái)越多的微生物和有機(jī)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(guò)濾。處理對(duì)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(guò)沉淀池進(jìn)行重力分離。過(guò)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(jìn)一步降低水的渾濁度。完善而有效的混凝、沉淀和過(guò)濾，不僅能有效地降低水的濁度，對(duì)水中某些有機(jī)物、細(xì)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(shí)，往往需設(shè)置泥沙預(yù)沉池或沉沙池；原水濁度很低時(shí)，可以省去沉淀構(gòu)筑物而進(jìn)行原水加藥后的直接過(guò)濾。但在生活飲用水處理中，過(guò)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(guò)程。如果工業(yè)用水對(duì)澄清要求不高，可以省去過(guò)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(guò)濾以后進(jìn)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(guó)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^(guò)濾一消毒”可稱之為生活飲用水的常規(guī)處理工藝。我國(guó)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(yán)重而采用澄清和消毒工藝系統(tǒng)不能達(dá)到水質(zhì)要求時(shí)方才采用。除臭、除味的方法取決于水中臭和味的來(lái)源。例如，對(duì)于水中有機(jī)物所產(chǎn)生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化法去除；對(duì)于溶解性氣體或揮發(fā)性有機(jī)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(jī)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(guó)有500多家水處理廠中使用。二氧化氯能迅速殺死細(xì)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(gè)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(shí)，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(jī)物反應(yīng)，除非那些有機(jī)物含有特殊的活潑性官能團(tuán)，例如雙鍵或酚環(huán)。在飲用水處理時(shí)，二氧化氯通常是在后面的步驟中加入，它常被用來(lái)控制有機(jī)氯化物如氯仿的形成。因?yàn)槎趸饶苎杆龠€原為亞氯酸根和氯離子，因而它不會(huì)與人體接觸，在用二氧化氯處理過(guò)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(méi)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(jī)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(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附力，從而破壞細(xì)菌內(nèi)含酶，可快速控制微生物蛋白的合成，故二氧化氯對(duì)細(xì)菌、病毒等有很強(qiáng)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(qiáng)，羥基也是強(qiáng)氧化劑、催化劑，因此，臭氧具有較強(qiáng)的消毒效果，并可以分解一般氧化劑難以破壞的有機(jī)物單原子氧和羥基消毒作用的機(jī)理為：(1)臭氧可以分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，擴(kuò)散進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)，氧化破壞細(xì)胞內(nèi)的酶而殺死病菌；(2)臭氧可與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類般鍵反應(yīng)，進(jìn)人細(xì)菌體內(nèi)部，作用于脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致細(xì)胞溶解。臭氧殺菌消毒、分解水中有機(jī)質(zhì)及無(wú)機(jī)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(guò)后易生成氧和水，從而=不會(huì)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(duì)一般細(xì)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(qiáng)幾十倍到幾百倍。臭氧氧化能力強(qiáng)，用于消毒殺菌殺傷力達(dá)，速度快；臭氧可氧化溶解性鐵，形成高價(jià)沉淀物，使之易于去除；可將有害物質(zhì)氧化為無(wú)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(jī)物氧化分解為中小分子有機(jī)物。人們對(duì)水質(zhì)的最直接的評(píng)價(jià)，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(lái)源于藻類和其他水生動(dòng)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(jìn)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(zhǎng)、海水等成為飲用水的代用水源、環(huán)境危機(jī)、能源危機(jī)、可持續(xù)發(fā)展的理念，都都對(duì)飲用水處理技術(shù)提出了新的要求。近年來(lái)，傳統(tǒng)飲用水處理技術(shù)的改進(jìn)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(jià)格是否低廉等因素時(shí)，往往不能獲得滿意效果，將現(xiàn)有工藝組合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，得到潔凈、