給水深度處理技術(shù)研究進(jìn)展

尤大海，畢曉魏

（1.沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧沈陽 110168；2.沈陽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司，遼寧沈陽 11000）

給水深度處理技術(shù)研究進(jìn)展

尤大海1，畢曉魏2

（1.沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧沈陽 110168；2.沈陽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司，遼寧沈陽 11000）

通過對臭氧催化氧化-生物活性炭工藝、超聲強(qiáng)化臭氧催化氧化和低壓抗污染滲透膜技術(shù)三種新型給水深度處理技術(shù)進(jìn)行分析研究，為解決我國城市供水污染問題提供指導(dǎo)建議。對國內(nèi)外典型水廠深度處理工藝與處理規(guī)模進(jìn)行了論述。研究可看出，采用給水深度處理系統(tǒng)成為當(dāng)前各國改善供水水質(zhì)的必然選擇。

臭氧 ；催化氧化；生物活性炭；超聲-催化氧化 ；低壓滲透膜

我國是水資源大國，水資源總量占比大。然而由于我國龐大的人口數(shù)量，人均水資源占有量卻非常匱乏。同時，我國大部分城市供水水源均遭到不同程度的污染。為解決我國城市供水水源污染問題，確保供水質(zhì)量安全，研發(fā)各種新型給水深度處理技術(shù)勢在必行。給水深度處理技術(shù)主要用于傳統(tǒng)給水處理工藝之后，強(qiáng)化去除水體中難降解污染物。通常去除包括農(nóng)藥、內(nèi)分泌干擾物等高穩(wěn)定性的有機(jī)物，以及重金屬、氨氮、嗅味和傳統(tǒng)加氯消毒工藝中的副產(chǎn)物等難降解物質(zhì)[1]。

1 臭氧催化氧化-生物活性炭聯(lián)用技術(shù)

臭氧氧化 -生物活性炭（O3-BAC）技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的 應(yīng)用[2]。20 世紀(jì) 60 年代在德國 水廠第一次采用 該工藝，我國則在20世紀(jì)80年代開始運(yùn)用。而臭氧催化氧化 -生物活性炭聯(lián)用技術(shù)由于引入了臭氧催化劑，具備比 O3-BAC 更強(qiáng)的氧化能力，因此可看作對 O3-BAC 的強(qiáng)化。有學(xué)者在研究 AC/ O3-BAC 處理工藝時發(fā)現(xiàn)，AC 催化劑可提升進(jìn)水的可生化性，同時還提高了臭氧的氧化能力，使其氧化效率更高。對于水源中難降解有機(jī)物的去除效果也得到了強(qiáng)化，去除COD的能力較 O3-BAC 更強(qiáng)。臭氧催化氧化技術(shù)對難降解有機(jī)物具有很強(qiáng)的氧化降解能力，使后續(xù)處理工藝的污染物負(fù)荷明顯減少。同時，活性炭對有機(jī)物吸附能力提高近一倍。可知，臭氧催化氧化聯(lián)用技術(shù)可有效提升處理有機(jī)物和氯消毒副產(chǎn)物等的能力。催化劑、臭氧投加量、溫度等對該聯(lián)用技術(shù)的處理能力有一定影響。

2 超聲強(qiáng)化臭氧催化氧化技術(shù)

其原理主要是通過超聲波促使臭氧分解，產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力的羰基自由基（?OH）等，同時提高傳質(zhì)速率。有研究表明，超聲催化臭氧化工藝對于水中五氯酚處理能力和對灰黃霉酸廢水脫色均要比單獨(dú)超聲或臭氧的方法好；Kang 等研究了該工藝對甲基叔丁基醚（MTBE）的降解過程，發(fā)現(xiàn)MTBE 的三種降解途徑：①在空化泡內(nèi)直接降解；②與 O3直接反應(yīng)；③與 ?OH 的反應(yīng)。Weavers 等研究發(fā)現(xiàn)，超聲不僅能加快臭氧的傳質(zhì)速率，而超聲分解 O3產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羰基自由基是該工藝處理能力得到強(qiáng)化的主要因素。

3 低壓抗污染滲透膜技術(shù)

膜處理技術(shù)有望在未來被廣泛應(yīng)用于水凈化領(lǐng)域。膜技術(shù)有微濾、超濾、納濾和反滲透等，適應(yīng)性強(qiáng)，處理范圍廣，尤其適用于飲用水處理。膜過濾屬于物理截留，對有機(jī)物的處理能力差。但是，膜過濾存在膜污染的問題，因此急需研究具有高水通量、高截留、低污染等功能的高性能膜材料。使用低壓超濾膜技術(shù)與常規(guī)給水處理工藝的結(jié)合，可有效避免膜污染。抗污染超低壓膜濾系統(tǒng)的工藝路線是 ：混凝 -抗污染超低壓膜 -消毒，常用于給水廠中廢水回收和反沖洗水的回用。該工藝對藻類細(xì)胞和濁度的去除率非常高，分別可達(dá)100% 和96%；還可去除部分 UV254物質(zhì)，避免消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

4 深度處理技術(shù)應(yīng)用的典型實(shí)例

國內(nèi)外典型凈水廠深度處理工藝路線如下表所示：

表1 國內(nèi)外典型深度水廠簡介表

由表1可知，國內(nèi)外許多大城市水廠均使用臭氧 -生物活性炭工藝進(jìn)行深度處理。無錫、杭州等地已將膜處理工藝運(yùn)用于給水深度處理系統(tǒng)中。

5 結(jié)論

為解決我國各地供水水源污染問題，確保供水安全，水廠必須采用先進(jìn)的給水深度處理工藝。文章研究了臭氧催化氧化-生物活性炭工藝、超聲強(qiáng)化臭氧催化氧化和低壓抗污染滲透膜技術(shù)三種新型給水深度處理技術(shù)的工藝原理、特點(diǎn)和處理優(yōu)勢范圍，為城市水廠選擇深度處理技術(shù)工藝提供參考。當(dāng)前，給水深度處理工藝已是當(dāng)前各國改善供水水質(zhì)的必然選擇。

[1] 劉陽，劉佳，尹文利，等.深度處理技術(shù)在給水工程中的應(yīng)用[J].科技傳播，2014，（5）.

[2] 陳言明，沈倩青，朱易春，等.催化臭氧氧化—生物活性炭飲用水深度處理技術(shù)介紹[J].給水排水，2010，（S1）：57-62.

Research Progress of Water Treatment Technology

You Da-hai，Bi Xiao-wei

This paper analyzes and analyzes three kinds of new water treatment technologies，such as ozone catalytic oxidationbiologically active carbon technology，ultrasonic enhanced ozone catalytic oxidation and low pressure anti-pollution permeable membrane technology，and provides guidance for solving the problem of urban water supply pollution in China.This paper discusses the deep processing technology and processing scale of typical waterworks at home and abroad.It can be seen that the use of water depth treatment system to become the country to improve the water quality of the inevitable choice.

ozone；catalytic oxidation；biologically active carbon；ultrasound-catalyzed oxidation；low pressure osmotic membrane

X703

B

1003-6490（2017）06-0210-01

2017-05-03

尤大海（1984—），男（滿族），遼寧岫巖人，研究生在讀，主要從事水污染防治研究。