微污染水源水处理技术及工程应用

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　　摘    要：近年来，随着我国经济的快速发展，我国的工业和城市化的脚步不断加快，由此带来的直接问题就是对环境的污染和破坏，每天有大量的工业废水在进行排放和农村地区对于农药的肆意使用，这都加重了环境的负担。要应对环境污染和水资源减少的问题，提升水处理技术就显得尤为重要。
　　关键词：微污染水源;水处理技术;工程应用
　　1  引言
　　随着经济社会的发展，各类生产、生活废水排放的污染物对原水水质的污染日益严重，常规给水处理工艺难以满足新的饮用水水质的要求。根据微污染水源水处理研究现状，综述了具有实际应用价值的微污染水源水处理技术，介绍了某微污染水源水厂的预处理单元工程改造设计。
　　2  微污染水源水质特点
　　微污染水源水一般是指水体受到有机物污染，部分水质指标超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准的水体。微污染水源水的污染指标以高锰酸盐指数（CODMn）和NH3-N为主，具有有机物综合指标值（以CODMn表示）较高、NH3-N浓度较高、嗅和味明显等特点。常规工艺处理后的出水水质难以达到饮用水水质标准，其水质问题主要有：①嗅阈值较高。色、嗅、味等感官性状有待提高。②常规处理工艺对NH3-N、CODMn去除能力有限。当原水NH3-N、CODMn较高时，出水中的NH3-N、CODMn等指标无法满足现有的生活饮用水卫生标准。③药耗、氯耗量较高。药耗量增大，在混凝工艺过程中可能产生铝和丙烯酰胺等副产物。此外，水厂加氯消毒的氯单耗长期居高不下，而微污染水中的有机物浓度较高，使得出厂水中产生消毒副产物的风险加大。
　　3  目前我国微污染水源的处理技术
　　3.1  膜过滤技术
　　现在对微污染水源的处理技术中，膜过滤技术能高效地处理微污染水源的问题。它的主要结构分为：超滤、微滤和纳滤，微污染水源在经过膜过滤技术的处理后能够将水源中的色、味和细菌通通地处理掉，能够保证水的安全和质量，相关的研究表明对经过膜过滤技术处理后的水源能够完全达到国家的标准，对水中的杂质和细菌能够做到有效去除。由于膜过滤技术的重要性，国内外的学者对它也进行了深入的研究，并且使膜过滤技术本身具备了无限的发展空间。
　　3.2  臭氧氧化技术
　　这一技术是基于臭氧的氧化能力来实现对水中土霉味以及可溶性有机物的处理，该技术能够将水体中的细菌进行清除，同时还能够进一步提高水体的整体质量。理论上讲，使用臭氧能够将水质中所包含的有机物进行迅速处理，但是，在实践的过程中，需要加入活性炭这一物质来提高对有机物的吸附能力。将二者相结合来处理微污染水源水的过程中，需要做到：先以臭氧技术将有机物的分子缩小，然后在使用活性炭将有机物进行吸附处理，在此过程中，使用二者相结合的方式不仅能够实现对水质的进一步净化处理，还能以臭氧的分解能力来提升活性炭的吸附能力。
　　3.3  光催化氧化深度处理技术
　　光催化氧化深度处理技术的原理是利用太阳光谱中靠近紫外光的部分和N型半导体光催化剂，把有毒的有机污染物转化为水、二氧化碳、无机离子，或者其他毒性较小的有机物。目前，我国和其他国家在光催化氧化处理技术的应用方面，都处于实验阶段。这项技术的主要研究和发展方向主要集中在以下几个方面：第一，对光催化剂进行科学选择，避免出现催化剂中毒的情况，使光催化反应的量子效率和光活性有效提高。第二，根据水体情况和特点选择合适的催化剂载体，确定科学的处理方法，对光催化氧化反应器进行研究，提高其实用性。第三，对以太阳能广电系统为辅助手段的多效单元技术和优化组合技术进行研究开发。不同的光催化氧化深度处理方式有着不同效果，在色嗅性、有机物去除、突变性等方面都有着一定差异，各自有自己的优点和缺点。因此，在使用此种处理技术时，要根据水污染情况和水体特征进行合理选择。
　　3.4  生物预处理
　　生物预处理是在常规工艺之前对水中NH3-N和有机物预去除或转化的一种有效方法。目前研究应用的生物预处理工艺主要有生物接触氧化、生物膨胀床与流化床、生物转盘、生物流化床等。采用接触氧化-生物过滤组合工艺对微污染高浊度水源水进行预处理，组合工艺对CODMn和UV254的平均去除率分别为33.3%和23.4%。赵博对生物滤池处理微污染水源水的处理性能进行了试验研究，试验结果表明：生物滤池对CODMn、UV254、NH3-N、TP和叶绿素a的平均去除率分别为18.7%、16.44%、11.94%、20.27%、38.74%。利用生物转盘和生物流化床等生物膜工艺对微污染水源水进行预处理，发现对藻类的去除率可达到50%～80%。通过生物预处理可降解有机物质，减少前体物质在水中的浓度。但是，生物预处理技术仍存在一次性投资成本高、占地面积大及微生物新陈代谢容易受温度的影响等缺点。生物预处理技术具有良好的处理效果，在微污染水源水预处理方面将会得到广泛应用。
　　3.5  膜到生物的反应器
　　这一技术融合了膜分离和生物的处理部分，用膜分离来代替了固液态的分离。可以隔离微污染水源里的微生物，并对水流展开对颗粒物的处理工作，它不单能够高效率的处理水质，还可以使占地面积降低，在提升水质的前提下，也为推广这一技术奠定了扎实的基础。从实践上看，这种膜到生物的反应器技术已经在水库的污水处理上得到了应用。
　　4  处理和对策
　　4.1  系统最优方法
　　在基于整体性方式的基础上形成了系统的最优化方法它也是最具有特色的一种方法。系统方法的目的是做最优化方法，各式各样的路径都可以使一个系统得以实现，其中也势必会有一个路径自身的实现让系统到达一个最优质的结果，也让系统的功能达到最佳的发挥。把系统的最优化方法应用到解决环境问题中来，在吸收了经济学、技术学等的基础之上，根据我国现有的国情和制度，进而甄选出最为贴切有效的环境治理的手段和途径来。就当下形式来说，用环境的经济政策作为主导方向，相应的技术作为辅助，这对解决现有的环境问题更加的具有帮助作用，在以后的几十年中，法律中对于环境的强制保护的措施会更有利于环境的保护问题，进而成为更深层次的理论宣传，在非人类的整体主义、中心主义中引入人类的中心主义。当然，这种方法不会排斥系统的整体主义的方法，我们仅仅是侧重其中的一部分，对于整体中的其他部分还要兼顾。
　　4.2  系统模型化的方法
　　这种方法是对在同一个系统中某一个方面中它的本质属性的具体描述，它是用某一种已定的形式（数字、符号、文字等等）为该系统提供必要的知识。对现有系统的描述和模仿是是系统模型的本质，由反映系统的本质和一些特征的因素组成的。对于这些主要因素的关系在系统模型中都做了集中体现。在把系统模型化的方法应用在环境里并在对污水进行处理时，有三种对策可以采用：创新固有的对污水的处理方法，根据处理的效果优化水处理技术。主要在三个方面进行优化：首先微污染水源处理中的沉淀技术;其次是过滤技术;再次是对微污染水源进行处理时的强化技术。在进行污水处理时，要将传统和新型的微污染水源處理技术做有效的结合，这样不但可以提高水处理的工作效率还可以提高水处理的工作水平。在创新微污染水源的技术时，要依据水源的现有状况和性质做充足的研究和分析，把传统的处理技术和新型技术做有机的结合。
　　5  结语
　　随着水源水质恶化问题的日益严峻和新的饮用水标准的出台，只有加快研究适用于不同微污染水源水质的处理工艺，才能切实提高饮用水的安全可靠性，从而适应国民经济的发展以及人民生活水平的提高。
　　参考文献：
　　[1] 杜黄金.微污染水源水处理技术研究进展[J].甘肃科技纵横，2018（6）.
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