水处理工艺比较

自来水厂工艺比较摘要：城市水系统是水的自然循环和水的社会循环耦合。城市水系统的良性循环是实现水资源可持续利用和城市可持续发展的重要保障。水处理厂是将水质不合格的原料水加工成符合水质标准的产品水过程。根据原水水质和用户要求不同，给水处理技术可分为常规处理、预处理、深度处理、和特殊处理。常规处理厂工艺使用的处理技术有混凝、沉淀、过滤和消毒等，是我国自来水厂主要采用的饮水处理工艺。关键字：给水处理,常规工艺,预处理,深度处理,发展趋势，工艺比较1、技术工艺现状我国自来水厂技术工艺经过长期的发展，积累了不少宝贵经验。目前，我国城市供水处理技术仍以由混凝、沉淀、过滤和消毒四个单元处理过程组成的常规供水处理工艺为主，其理论主要是建立在传统的以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上，在我国得到了较长时期和较大范围的应用一直广泛应用于我国的供水处理。经过几十年的发展，我国已发展了多种适合各地情况的不同形式和性能的处理构筑物，如快速混合、水力或机械搅拌的絮凝设施；带有不同斜板或斜管的沉淀、澄清以及气浮构筑物；带有气水反冲洗、均质滤料、多层滤料的过滤设施等。目前常用的混凝剂主要有铝盐和铁盐等。随着我国各地区水体污染状况的发展，源水水质不断恶化，直接影响到社会生产以及人民生活。微污染水源水，主要含有微量有机物、农药、氨氮等有害污染物，用常规的净化工艺很难去除掉。尤其是微量有机物的去除，引起人们的高度重视。国家对微污染水源的预处理和水的深度处理进行了广泛的研究与开发。2、水处理工艺的比较及发展趋势目前我国各自来水厂的水源大都遭受生活污水与工业废水的污染，原水中有机物氨氮浓度增加，使水带色、味；有的水厂是从湖泊、水库取水，由于原水藻类（包括藻类分泌物）增加，使出水色、腥味增加。这些原水经水厂常规工艺净化，浊度不易得到很好控制，滤池易堵塞（藻类影响），出水有机物浓度高（生物不稳定，易使输配水管道中细菌滋长，恶化水质），氨氮浓度高，使加氯量增加进而使消毒副产物（如三卤甲烷、卤乙酸等）量增加，提高了饮用水的致癌风险，使出厂水有异味，水质下降，往往会遭受居民的抱怨和投诉。因此，对给水厂的现有工艺进行改造势在必行。净水厂的工艺改造有以下几种方法：①.增加深度处理构筑物，如活性炭吸附（或者臭氧－活性炭联用）技术；②.增加预处理构筑物,如生物预处理(接触氧化池或生物滤池)；③.不增加常规工艺前、后的净化构筑物，在现有工艺上改造，如强化混凝、强化过滤、优化消毒；④.综合采用前面几种技术。2.1常规水处理方法比较常规水处理工艺是指混凝、絮凝、沉淀、过滤、消毒工艺。混凝工艺：在原水中投入药剂，使药剂与原水经过充分的混合与反应。絮凝工艺：使水中的悬浮物和胶体杂质形成易于沉淀的大颗粒絮凝体，俗称“矾花”。沉淀工艺：通过混凝过程的原水夹带大颗粒絮凝体以一定的水流速度进入沉淀池，在沉淀池中进行重力分离，将水中密度大的杂质颗粒下沉至沉淀池底部排出。过滤工艺：原水通过混凝、沉淀工艺后，水的浊度大为降低，但通过集水槽流入水池中的沉淀水仍然残留一些细小的杂质，通过滤池中的粒状滤料截留水中细小杂质，使水的浊度进一步降低。消毒工艺：当原水进行混凝、沉淀、过滤处理之后，通过管道流入清水池，必须进行消毒，消毒的方法是在水中投入氯气、漂白粉或其他消毒剂，用以杀灭水中的致病微生物。2.1.1絮凝池絮凝阶段的主要任务是创造适当的水力条件，使药剂与水混合后所产生的微絮凝体，在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体，它应有足够大的粒度（0.6～1.0mm）、密度和强度（不易破碎）；并为杂质颗粒在沉淀澄清阶段迅速沉降分离创造良好的条件。絮凝池的一般类型及特点见下表。序号类型性能比较适用条件1折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小缺点：构造复杂，造价偏高适用流量变化较小的中小型水厂2网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥适用于各种水量的水厂3机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失适用于各种水量小，可适应水质、水量的变化；缺点：需机械设备和经常维修的水厂，并能适应水量变化较大者2.1.2沉淀池密度大于水的悬浮物在重力作用下从水中分离出去的现象称为沉淀。当水中悬浮颗粒细小、粒度较均匀、含量又很大（大于5000mg/l）时，将发生浓缩现象，即在沉淀过程中出现一个清水和浑水的交界面（浑液面），交界面的下降过程也就是沉淀的进行过程。用于沉淀的构筑物称为沉淀池，沉淀池型式的选择应根据水质、水量、水厂平面和高程布置的要求，并结合絮凝池结构型式等因素确定。常见各种型式沉淀池的性能特点及适用条件见下表。序号类型性能比较适用条件1平流式优点：造价低、操作管理方便、适用性强，带有机械排泥设备时排泥效果好。缺点：不采用机械排泥装置时排泥较困难，机械排泥设备维护较复杂，占地面积较大。适用于大中型水厂2辐流式优点：沉淀效果好，带有机械排泥设备时排泥效果好。缺点：基建投资及费用大，施工较困难，刮泥机维护管理较复杂。适用于大中型水厂3斜管（板）式优点：沉淀效率高，池体小，占地少；缺点：排泥较困难适用于大中型水厂2.1.3过滤水的过滤是水质净化工艺所不可缺少的处理过程，近年来过滤技术有很大发展，滤池种类也很多，但其过滤过程均基于砂床过滤原理而进行，几种常见滤池的特点及适用条件列于下表。序号类型性能比较适用条件进水浊度/度规格1双层滤料滤池优点：滤速较高，工作周期长，含污能力较大。缺点：滤料粒径选择较严格，冲洗时操作要求较高。一般不超过20，个别时间不超过50大、中、小型水厂均适用2虹吸滤池优点：不需大型闸阀，不需冲洗水泵或水箱，易于实现自动化控制。缺点：池深较大，结构较复杂。一般不超过20适用于大、中型水厂3无阀滤池优点：管理维护较简单，能自动冲洗；缺点：清砂较为不便一般不超过20适用于中、小型水厂4V型滤池优点：均粒滤料，含污能力高，反洗效果好，单池面积大；缺点：池体结构复杂，滤料费用高，需增加反冲洗供气系统，造价高一般不超过20大、中型水厂均适用2.1.4消毒装置水的消毒处理一般是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，消毒的目的在于灭水中的有害病原微生物，防止水致传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类，常用消毒剂的性能见下表。序号类型性能比较适用条件1漂白粉优点：价格低，设备简单。缺点：含氯量低，用量多，制备容积大，操作麻烦。小型净水厂2二氧化氯优点：杀菌能力强，不产生副产物，设备简单，价格较臭氧和紫外线低。缺点：消毒药剂需要现场制备。广泛适用于大、中、小型水厂3臭氧优点：杀菌作用强，对水的臭味、色度都能有效去除，接触时间短；缺点：管网没有剩余的消毒能力，设备复杂，耗能大，造价高，运行费用高。适用于大、中、小型水厂4紫外线优点：不改变水的物理和化学性质，不产生气味，接触时间短；缺点：没有剩余消毒能力，耗能大，价格高。小型水厂2.2深度水处理方法的比较2.2.1.反渗透法主要原理是运用R.0膜的小孔径(0.001~0.0001μm)无法机械过滤，只能具有渗透的原理较彻底的滤去水中的杂质、余氯、有机物各类金属离子病菌及病毒，所以该方法目前国际上及中国卫生部认可可以直接生饮的用水。该系统一般用于工业超级纯水(如大规模电子集成电路)制药、食品及高级别墅居家作饮水用。中国卫生部检测标准为《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范——反渗透处理装置》（2001）2.2.2中央净水——活性炭法主要原理是利用活性炭具有一定的吸附有机物的原理，可以过滤水中一部分的有机物，消除大部分的余氯、颗粒杂质，使处理后的水在色度、浊度及异味方面有一定改善。但该系统不可能过滤去细菌和病毒。也不能除去金属离子，故该系统适用于全屋净水用，不适用于直饮。中国卫生部检测标准为《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范——一般水质处理器》（2001）2.2.3微滤主要原理是利用微滤芯具有较小的孔径(1.0~0.1μm)的，可以过滤去水中的大部分颗粒杂质及部分大分子团的有机物，但无法去处余氯，无法滤除金属离子及各类细菌、病毒，故该处理器一般用于深度水处理的前级预处理用，但也有的厂家运用陶瓷小孔径的原理及PP滤芯装配单筒净水机，在筒内再装上椰壳活性炭作单筒净水机卖。该机适用于应急野外水处理（可用于用水，不能用于饮水）及宾馆用于客房内给客人洗脸洗手漱口等用。中国卫生部检测标准同“中央净水机”，即一般水质处理的规范。2.2.4超滤其分布的孔径(0.1~0.01μm)范围。目前超滤有2种主要结构，一种是中孔超滤（美国发明，目前中国有制造，但一效性较差）；另一种是圈式超滤（美国发明，中国不能生产）。由于是孔径较“微滤”小，故可以比微滤过滤更多的颗粒杂质，但不能过滤细菌、病毒、金属离子。用该超滤制成的小型净水机极易被水中的杂质与有机物堵死，故使用寿命较短，更换频率较高。该机主要用于R.O机的前级预处理（对要求特别高的纯水），也有厂家单独用其组装成单筒家用净水机。与微滤一样，主要可用于饭店宾馆的住房内用于洗手，洗脸漱口等，并不能提供真正意义上的生饮水。结论城市的社会经济活动中每天都要消耗大量的水，用于工业，农业，商业活动以及市民的日常生活。水在某种程度限定和决定了城市的性质、规模、产业结构和发展方向，城市对水有很高的依赖度，更加体现出给水处理工艺的重要性。参考文献[1]何荣钧.净水处理工艺的发展[J].黑龙江科技信息，2009.[2]贾娜.关于净水工艺的发展探讨[J].科技创新导报，2008.[3]程伟.给水厂净水工艺的发展及工艺比较[J].沿海企业与科技，2007.[4]石明岩.给水处理常规工艺除污染特性初探[J].净水技术，2008.[5}范洁．关于供水企业技术发展问题的探讨．2l世纪中国城市水管理国际研讨(UNDP技术援助项目删／302)，1999，9，北京，5—105-5—109