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生活饮用水处理工艺深度分析

来源:西安天浩环保作者:西安天浩环保浏览:更新时间:2018-04-28

饮用水处理的不同单元有其特定的去除对象,在对原水的净化过程中有着不同的分工,而且各单元匚艺是相互联系和相互影响的,这就要求从系统的角度考虑整个水处理工艺的选择和运行,合理发挥各个单元工艺的特点和各个单元之间的协同作用,使工艺的选择和运行合理可靠。


生产合格的饮用水是水处理工艺选择的根本原则,基建投资、运行成本和维修管理是选择水处理工艺的必要条件。不同单元的去除对象及单元之间的内在联系是选择工艺时应考虑的技术因素。


本文主要就根据水源水中有机物的分子量分布及其不同分子量有机物的特性,依据不同单元艺的去除对象及其相互联系,对生活饮用水处理工艺的选择进行一般性的论述。


饮用水处理工艺选择时应考虑的水质因素

随着水源水水质的日益复杂和水质标准的不断提高,对现代给水处理工艺提出了更多更严格的要求,在进行水处理工艺选择时必须对如下几个方面加以综合考虑:


1、常规水质指标(如浊度、色度等)的控制
2、营养物(AOC、BDOC、氨氮、铁、锰)的控制
3、三致物质(如消毒副产物和Ames试验致突变活性物质等)的控制。


以上几个方面都与水中有机物有关:有机物是造成地表水或某些地下水色度的主要物质、是消毒副产物的母体物质、是管网水细菌再生繁殖的主要原因等。有机物不但会影响到水质,而且会影响水处理工艺的运行,因此在水处理工艺选择时必须对有机物进行全面考虑。


饮用水处理工艺的选择


1、以水中有机物的分子量为工艺选择的根据
水中有机物种类繁多,不同形态有机物要用不同的工艺加以去除。一般而言,常规处理主要去除分子量大于10000的有机物,对于分子量10000以下的有机物只能部分去除,对分子量小于1000的有机物基本无去除作用甚至有所增加。


活性炭(GAC)吸附主要去除分子量500~3000的有机物对更大分子量的有机物由于存在“空间位阻效应”而难以进入GAC的吸附孔道,对分子量500以下的有机物由于其亲水性较强而难以吸附,但是对分子量1000以下有机物中的Ames试验活性组分有良好的去除,研究证明,致突变活性物质是一些亲水性不高的组分。


生物处理主要去除水中分子量小于1000的亲水性有机物,对更大分子量的有机物由于细胞膜的屏障作用而难以进入细胞内部。


生物滤池的生产性试验说明生物滤池DOC的去除率似乎主要与分子量500以下的有机物占DoC的百分比有关。水中有机物也可划分为悬浮态有机物胶体有机物和溶解性有机物。根据能否被微生物去除而划分为可生物降解和不可生物降解的有机物等。


水中可生物降解的有机物用生物处理去除,而不可生物降解的有机物则不能用生物处理去除,同时对于悬浮状态和胶体状态的有机物,采用混凝沉淀方法则有好的去除效果,特别对于大分子有机物(分子量大于10000常规工艺对其去除效果较好。对分子量小于3000的有机物,亲水性的可生化部分可用生物处理加以去除,憎水及难降解部分用活性炭去除。总之,生物处理、活性炭吸附和常规处理三者基本呈互补关系。


2、水源水中UV254与工艺选择的关系
目前,自来水中最成问题的有机物就是UV254附近发现的有机物,如腐殖质类物质受到氛的作用后生成三氯甲烷等消毒副产物,水中Ames试验的致突活性物质在紫外区有明显的吸收,因此在水质控制中要对UⅤ254附近发现的有机组分进行处理。在UV254处吸收弱的组分具有较强的可生化性,对饮用水的生物稳定性有重要影响。因此在UV254处吸较弱最弱或不吸收的组分用生物处理,在UV254处发现的高分子组分用混凝处理,在UV254处发现的低分子量组分用活性炭吸附去除,这样就可有效地去除水中这些组分。


3、以生物稳定性和“二致”物质的去除进行工艺的选择
生物处理是获得生物稳定饮用水经济有效的工艺,活性炭吸附可有效去除水中的三致组分,具有生物活性的活性炭也可获得生物稳定的饮用水。因此,当水的AOC较高(>100μg)和氨氮浓度较高时,应考虑生物处理;当水的AOC较高且三致性较强时,应考虑活性炭处理。


良好的水源水质采用常规的水处理工艺即可获得合格的饮用水,常规处理结合活性炭处理艺则可获得更高质量的水质,在可能的情况下,最好避免使用预氯化工艺。微污染水源水处理工艺的选择更具复杂性,可按水质的不同情况选择不同的水处理工艺:


工艺1:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤→消毒
工艺2:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒
工艺3:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→消毒
工艺4:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→活性炭吸附→消毒


高的色度或紫外吸收意味着水中大分子有机物较多,而低的色度或紫外吸收则大分子有机物较少。因此当水源水的浊度和色度比较低的情况下,可选择工艺1;如需要更好的水质,可选择工艺2;当水的浊度和色度较高时,可选择工艺3或工艺4

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