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摘要:现阶段,在全国很多区域均出现了程度各异的饮用水污染现象,并且严重危及到了广大民众人们的安全饮水。但是,常规处理方法效果有限,现已无法适应当前的形势。所以,创新研究净化微污染水源水的课题无疑是大势所趋,为此,本文针对微污染水源水,探讨了基于常规处理下进行工艺改进的必要性及其有效措施,仅供参考。
关键词:工艺改进;微污染水源水;常规处理
引言:
在过度开采地下水的环境下,地下水位降低明显,所以,地表水源现已逐步变成主要用水来源[1]。但是,当前的常规处理方法工艺已经很难达到饮用水安全上的要求[2]。加之国内正在大幅提升饮用水的基本水质标准,所以在微污染水源水方面,涌现出了很多新的处理问题。当前,根据原水水质、出水要求、技术条件局限等,有效改进常规处理方法工艺迫在眉睫。
一、改进常规处理工艺的必要性
微污染水源水指的就是在有机物污染下,一些水质指标超出水体Ⅲ类标准要求的一类水体。其中主要存在有机物、氨、嗅味、铁锰、三致物质等组成成分[3]。通常而言,在污染过后的江河水体中,一般就是存在挥发酚、石油烃、氯氮、农药、COD、砷、氰化物、重金属等。以上污染物性质相对复杂、类别丰富,总的浓度十分低微。但是,其中生物容易积累、降解难、存在三致作用的有毒有机物,却会严重毒害人体。伴随工业的不断发展、城市化进程的持续加快,化学农用物品也在日益增多种类及数量,而污染到很多水源。在经济增长下,各种水质分析技术也越来越先进,人类也提出了更高的饮用水水质基础要求,尤其是微污染也备受关注。但是,常规处理这种微污染水的专业工艺(也即混凝、沉集、滤除、消杀)已经无法有效除去掉这类水源水内存在的一些污染物(如有机物、氨氮等)。此外,液氯还极易结合原水腐殖质,而形成消毒副产物,严重危害饮用人员的健康,而降低饮用水安全性。当前,针对生活饮用水,也在日益提升水质标准,并且出现了很多新问题。所以,根据国内国情,针对微污染水源水,及时优化改进处理工艺方案便显得很有必要。
二、常规工艺的有效改进措施
1、预处理工艺
在处理微污染水源水时,预处理是指在利用常规处理前,先初步处理原水中存在的污染物,以减轻水体污染负荷,弱化胶体稳定性,进而改善常规处理的整体工艺效果[4]。
(1)生物预氧化方法工艺
在预处理中,生物预氧化法是指基于微生物群体日常的新陈代谢,来直接降解水中存在的氨氮及有机物,进而优化以后的混凝沉淀实际效果[5]。针对微污染水源水,通常采用的是生物膜法,如生物的滤池、接触氧化、转盘等方法。在扩建的某水厂二期项目中,采用的就是生物接触类型的氧化工艺。通过预处理,在去除浊度、细菌、亚硝酸盐氮、大肠菌群上,都超过了30%的概率,在去除总Fe、色度上也依次达到了26%、5%~8%的概率。所以,该预处理池,也能从一定程度上改善、优化原水水质。据有关研究也显示,在曝气生物滤池用于处理微污染水方面,在0.7∶1~2∶1气水比、3.5~8m3/(m2·h)水力负荷下,去除NH3-N、CODMn、浊度都获得很理想的效果。
(2)预吸附方法工艺
当前的预吸附是指基于吸附性能一定的物质,来将水体污染物除去,达到净化水质目标。其中的吸附剂,主要涉及硅藻土、粉末活性炭、树脂、沸石等。当前,活性炭以其极强的疏水性能及吸附力,获得了最为广泛的应用。为了通过活性炭更有效地除去水体内的金属离子、有机物等,所以涌现出大量的活性炭改性课题。
据有关研究显示,混凝联用活性炭与硫酸铝后,便可以提升除去溶解性有机氮的概率至82%,并降低浓度到0.23mg/L;基于回流沉淀池中投放的粉末活性炭,可以除去40%~50%的原水氨氮、45%左右的UV254、60%左右的CODMn;针对某水库高含量的嗅味物,向输水管道内加入粉末炭,达到异味去除目标。
(3)化学预氧化方法工艺
当前的化学预氧化是指基于强氧化剂,来直接氧化分解存在于水体内的污染物。一般用于除去水体内的藻类、还原性无机物、微生物,并有所降解有机物,其中主要会用到臭氧、高锰酸钾、氯气、二氧化氯等之类的氧化剂。但是,有机污染物还会和氧化氯气作用,产生三卤甲烷。同时,臭氧或高锰酸钾氧化有机物后,则会出现置换突变碱基物,再予以氯化,则极易形成致突变物。所以,单独使用以上氧化剂,会弱化饮用水方面的毒理学安全。据有关研究显示基于臭氧预氧化,再联合PAC处理微污染水源水,除了有明显降低出水高锰酸盐含量、浊度等外,还能降低混凝剂投量,整体效果也很理想;通过臭氧预氧化低浊低温水,再过滤可以去除57%的CODMn、57%的U254、97%的浊度,与直接过滤相比,依次增大了40%、42%、3.5%。
2、深度处理工艺
基于常规处理,再实施的深度处理,是指基于一定的方法,除去常规处理无法消除的有害物或有效消毒副产物,来控制饮用水质要求。
(1)膜处理工艺
当前的膜处理技术典型代表就是超滤、微滤、电渗析、反渗透,能够充分除去水体内悬浮粒、细菌、胶体,甚或溶解类有机物、各种金属离子。所以,在处理微污染饮用水上,应用前景很广阔。考虑到国内发展情况,先进的超滤工艺以其操作压力不大、胶体除去直径短的特点,而获得了很广泛的应用。据有关研究显示,基于常规工艺,辅以超滤膜改造,用以处理滦河水,可充分除去水体内的U254、CODMn、氨氮等污染物。
(2)臭氧-活性炭工艺
当前的臭氧-活性炭工艺是指联合臭氧与活性炭的氧化吸附,达到除去水体有机大分子污染物的目标。基于该工艺从相当大的程度上,很好地弥补了常规工艺中出水有机微量污染物及残留消毒副产物的缺陷,所以被叫第2代净水工艺。在运行过程中,活性炭表面会吸附着微生物,进而更有效地去除有机物。这么一来,便能组合而成臭氧-生物活性炭专业滤池工艺。某水厂基于这项技术展开改造工程,当途经臭氧活性炭后,从砂滤池出来的水中超过改造前去除NH3-N、CODMn的效率依次上升了27.9%、32.8%,并且明显优化了嗅和味、出水色度等。据研究显示,基于河水微污染水源水原水,研究了这项技术用于处理的效果,发现该工艺在浊度及NO2—N、COD、NH3-N方面的去除率依次上升至95%、85%、80%、55%。
三、结语
总之,微污染水源水是一种不能满足饮用水源基本卫生标准的水,基于常规处理方法,已经无法有效治理这种水源。所以,针对微污染水源水,便要求采取行之有效的措施,来及时改进常规处理工艺,以保护饮用水的安全性。
参考文献:
[1]卢芳,李孟,江以恒,张倩.微污染水源水脱氮的强化混凝工艺[J].环境工程学报,2020,14(01):113-122.
[2]靳鑫伟,李梅,谢培梁,刘鹤鸣.微污染水源水处理技术研究进展[J].环境科学与管理,2019,44(01):119-123.
[3]朱雪燕,李杰,边云峰,陈泳帆.微污染水源水处理技术的研究及发展现状[J].绿色科技,2018(20):72-75.
[4]蔡庆庆,高志伟,吴旭鹏,沈红池,毛林强,张文艺.曝气生物滤池预处理微污染水源水试验研究[J].土木建筑与环境工程,2018,40(05):147-154.
[5]程文慧,罗建中,娄继琛,何潇.酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni~(2+)[J].环境工程学报,2017,11(04):2205-2211.