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摘要:水处理在国民生产生活中所占据的位置越来越重要,这不仅仅是对水资源生态保护的根本方法,同时水处理服务覆盖范围越来越广,作为一个新兴领域有光明的创新发展前景,因此水处理工艺的先进与否,衡量着一个国家环境质量达标的水平。
关键词:水污染;水处理;新技术;应用
1我国常规给水处理工艺
1.1混凝技术
混凝技术可以说是工业污水废水处理的最基本也始终必不可少的一个过程。混凝水处理技术一般是通过无机混凝剂以去除原水中的胶体物质(粘土、矿物质以及二氧化硅等)。混凝技术的原理,先是使所添加的絮凝剂与水中的胶体物质相互凝结为初级絮凝体;在凝结的同时,初级絮凝体继续絮凝形成更加大颗粒的絮体并开始发生下沉,再投加电解质以中和原水中的带电胶体电压下降,最终使得胶体脱稳,达到澄清原水的目的。
1.2过滤工艺
随着混凝的作用、根据沉淀池物理作用来分离固体颗粒后,对付微小颗粒,过滤工艺就派上用场。过滤技术作为一种水处理的常规处理方法,其过滤的方法是指处理水经滤料层和承托层,工艺中气、水同时反冲洗兼有的表面扫洗等运行方式使得水中的细小悬浮物和胶体物质被截留于滤料表面和内层空隙中,从而使水得到净化,降低水质的浊度。按过滤介质的不同分为V型过滤、微孔过滤、以及膜过滤。
1.3消毒技术
消毒技术,自20世纪70年代来同样作为一种常用的水处理工艺,主要目的是消除原水中可能带来疾病问题的致病微生物,到今天消毒技术也有了一些新的发展,如出现了生物消毒技术。溯及过往,氯消毒可以说是公共水体中最常见也最易于使用的水处理消毒技术,这主要利用的是氯氧化反应,具有同样的内在机理的还有可以间接氧化的臭氧消毒方法。除此之外,消毒技术还包括物理消毒、传统的生物消毒方法。
2常规给水处理技术的缺陷
我国已联合政府的环保、卫生部门以及供水公司组建了水质安全监察网络,以更好的实现对水处理技术的应用以及水质的全方位实时监测,过去常规的水处理技术也确实达到了水质净化的要求。但也不得不承认,我国在水处理的技术上仍然存在漏洞,还不能与国际上先进给水处理技术相媲美。一是,常规给水处理技术存在着净水周期长、反应效率不高,最终导致的经济效益与生态效益不相平衡的问题;二是常规给水处理技术中所用的催化剂含有毒物质,长期使用可能会危害饮水者生命健康;三是,处理的范围和能力有限,还不足以应付水质中的有机污染物等特殊水质的情况,且经过水处理后易滋生出少数铁细菌和硫细菌等异样菌。这就需要我们深度强化给水处理工艺。
3现代给水处理新技术
给水常规工艺的优化处理包括加强混合、絮凝、沉淀和过滤等工艺对各个工艺单元进行优化,并改善工艺流程,提高各流程的处理效果从而增加处理能力。其中采用高效絮凝剂、提高混凝效率、采用新技术新工艺提高水处理质量,强化消毒以及利于高新的水质检测仪器,从而保证供水的安全性及高效性,都是行之有效的方法。
3.1生物絮凝剂用于给水混凝处理
在常规的混凝处理中,由于大量使用铝盐作为絮凝剂而导致的水中残余铝含量的提高,会对人体产生一定的危害,近年来,生物絮凝剂作为一种绿色絮凝剂引起人们的广泛关注。生物絮凝剂具有安全有效的絮凝效果和易于生物降解等优点,能够有效去除水源中的颗粒物,形成的剩余污泥能够被自然降解。微生物絮凝剂具有十分广泛的用途,它不但可以用来去除水中的悬浮固体、化学需氧量 (COD)、腐殖酸、重金属等污染物质,还能够从油水混合液中分离纯油,此外,生物絮凝剂还可以用于采矿工业。
考虑到用水的安全和健康问题,生物絮凝剂很有可能成为给水处理中颗粒物去除的有效方法之一。
3.2微涡流混凝给水处理
微涡流混凝给水处理新工艺通过微涡流凝聚和立体接触絮凝,充分利用混凝空间、混凝能量与絮体活性,大幅度提高了混凝反应效率。工程应用实践表明,涡流反应器具有混凝效率高、反应时间短、出水质量优、适应变化能力强、施工方便等优点,具有一定的推广价值,适合各种传统反应和澄清池的改造和新建水厂的采用。
3.3臭氧—生物活性炭工艺
臭氧—生物活性炭工艺是将活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及奥氧灭菌消毒 4 种技术合为一体的工艺。利用臭氧预氧化作用,初步氧化分解水中的有机物及其它还原性物质,以降低生物活性炭滤池的有机负荷,同时臭氧化能使水中难以生物降解的有机物断链、开环,使它能够被生物降解。另外,臭氧化工艺还能在处理水中起到充氧作用,使生物活性炭滤池有充足的溶解氧用于生物氧化作用。
3.4膜分离技术
膜分离技术是利用特殊的有机高分子或无机材料制成的膜将溶液隔开,使溶液中的某些溶质或水渗透出来,从而达到分离的目的。膜分离的优点是分离截面效果好,一般没有相的变化,设备容易操作,便于产业化等。
3.5消毒
近年来以氯为主要消毒剂已发展了一些新品种,如二氧化氯(ClO2)、氯代异氰酸盐(TCCA 与 DCCA)以及一些加氯的增效剂,如等三嗪类化合物等,此外,含溴的消毒剂也有相应的发展,在非氧化型消毒剂中出现了异噻唑啉酮、季铵盐等新品种。
3.6水质检测新技术
随着科技的发展,特别是生物芯片技术的发展,将使我国的水质检测技术发生大的飞跃。它可在几秒钟之内检测出自来水中所含有害细菌和寄生虫类型。比日 BU 传统技术的精确度高 1000倍。其价格仅为现有检测方法的 1/10,整个监测过程仅需几分钟甚至几秒钟。
3.7中水回收再利用技术
中水回收再利用,是对轻微污染的水体(即中水,如盥洗排水、厨房排水等)进行回收后生物再处理、物理化学再处理和膜再处理后循环利用于绿化、清洁用水,不仅能够节约优质水源、缓解过度用水压力。以某大学新校区投入使用的中水系统为例,虽然投入时的造价高达500万元,但是经中水处理站再进行排出的水用于厕所冲洗、花园草坪的浇灌,仅一年收益可达122.38万元,能够达到生态效益和经济效益的共赢。在上述三种污水再处理方式中,现在多采用的是膜生物反应器工艺,综合了膜再处理与生物再处理的两项优点,用高效膜分离技术代替了传统生物再处理中的二沉池可以轻松将混合物进行分离,同时生物处理技术可以氧化分解有机物、促进微生物的富集。
结束语
水污染的降解处理不仅是中国问题,同样也是全球性问题。我国已开展多项节能减排项目,并确立了一系列排污标准、乃至污水处理方面的法律法规,但是从目前迫在眉睫的生死攸关境地,以上努力难免显得收效甚微。对于水资源的生态保护必然离不开给水处理技术的革新和实施,为的是对其进行循环使用,节约国家优质水资源,同时又能保证绿化、清洁等用水保障问题。
参考文献:
[1] 许婉毅:《浅谈如何提高给水处理技术》,《黑龙江科技信息》,2007(12)。
[2] 姚洁:《给水处理工艺系统分析与优化》,《净水技术》,2011,30(5)。
[3] 崔福义:《给水处理常规工艺除污染特性及混凝剂的优化》,《哈尔滨工业大学学报》,2007,34(6)。