給水處理面臨的主要問題與技術發展措施

高 偉

（中國市政工程東北設計研究總院有限公司，北京 101101）

眾所周知，水和人們的日常生產與生活存在緊密聯系，城市給水在工業生產及人們日常生活中的重要性逐漸突顯出來。伴隨國家經濟發展速度的加快，水質和水量需求明顯增加。然而，城市給水處理仍存在諸多不足，并制約了城市建設與經濟發展。為了確保城市給水系統的健康運作，推動給水處理技術迅速發展，應以滿足現代生活中不斷提高水質與水量需求為出發點，分析給水處理工作的具體內容，并探索更為先進的給水處理技術。由此可見，深入研究并分析給水處理面臨的主要問題與技術發展措施具有一定的現實意義。

1 給水處理面臨的主要問題闡釋

1.1 病毒與致病微生物去除問題

在給水處理中，消毒是不可忽略的重要問題。既有的常規凈水工藝能夠達到滅活細菌的目的，但無法實現病毒滅活的目標。而且，在水濁度不超過0.5°的情況下，采用常規性氯消毒技術才能夠達到滅活病毒的目的。然而，國內絕大多數城市自來水水質并不滿足以上要求[1]。除此之外，部分致病微生物會嚴重危害人體健康，所以在對過濾工藝和混凝工藝進行強化的基礎上，可以使出水濁度下降，將水中致病微生物有效去除。在我國，氯消毒十分常見，所以需在確保消毒效果的同時，使氯化消毒副產物生成量不斷下降。

1.2 水資源短缺且污染嚴重

我國人均水資源的時空分布并不均勻，甚至存在部分地區缺水問題嚴重，飲水資金極高，受缺水問題影響，造成了不可估量的財政損失。

近年來，伴隨工業發展速度的加快，人們生活質量明顯提高，但工業廢水與生活污水排放逐漸增多。而國內在污水處理方面的能力與技術相對落后，很多污水在沒有經過優化處理的情況下向周邊水體排放，長此以往，水中的有機污染物不斷增多，水環境惡化程度嚴重。另外，地下水資源不充足，所以開發并利用地面水源十分關鍵，能夠使用水困難的問題得到解決，但仍有超過70%的飲用水源與國家標準不吻合。

2 給水處理技術發展措施

2.1 飲用水除微污染技術的應用

現階段，國內常用的給水處理工藝功能就是去除污濁、滅火致病微生物與細菌，確保飲用者患病幾率下降，對流行病爆發進行預防。較之于發達國家，國內水源水質存在較大差異，有機污染物的濃度偏高且水質成分十分復雜。除此之外，常規給水處理工藝設計負荷偏高，即便經過處理水質也不達標[2]。在這種情況下，需要與國情相結合，綜合分析國家經濟狀況和水質特點，科學合理地研發飲用水除污染技術。

一方面，應研發與國內水廠相適應且推廣可行性較強的經濟性除微污染技術，以既有給水處理工藝關鍵技術為出發點，保證除污染功能較強。另一方面，對高級處理技術進行發展，強調局部重污染水源處理的作用。

另外，高級氧化技術同樣屬于全新除污染技術，屬于一類強化氧化工藝。這種氧化工藝具有較強的除污染效果且適用性較強，因此得到了廣泛應用。因臭氧具有較強的氧化能力，且與水質適應力較強。通過對臭氧的運用，即可有效破壞水中的有機污染物，但是卻無法從根本上實現無機化，但可以保證大多數有機物在水中的存在形式是中間態產物。但臭氧氧化只能夠保證水中的有機碳下降總量不超過10%，在臭氧氧化的基礎上，水中的化學需氧量會降低，且生化需氧量提高，增加了有機物生物降解的可能性。所以，使用臭氧與活性炭聯合使用的方法，能夠將水中的有機污染物去除。然而，這種處理工藝需要較大的投資，且實際運行費用偏高，操作管理的復雜性也十分明顯。

近年來，膜過濾技術是飲用水除微污染技術中發展較為迅速的技術,而超濾技術作為給水處理中具有較大應用潛力的技術也被廣泛應用。超濾技術具有清除水中大分子天然有機物的功能，包括細菌、濁度物質以及病毒。相較于以往常規的

處理工藝,超濾技術的應用流程更為簡單，簡化了反應、混合以及沉淀的作業流程,選擇適當的孔徑，完成預處理后的水直接通過該孔徑的過程，繼而通過超濾膜得到優質水,該工藝能夠使占地面積盡可能的縮小,從而實現自動化水處理。另一方面,超濾技術在應用時，省去了向水中投加混凝藥劑、氯消毒劑的步驟,對水質無不良的影響或者副作用。但值得注意的是，超濾技術涉及到的濾膜成本以及設備費用、運行費用相對比較高。再加之超濾推廣應用中，膜的污染問題也是作為關鍵性的問題存在。因此，膜技術的研究應該將避免膜污染技術以及膜清洗技術為主要方向。

2.2 氯化消毒副產物控制技術

眾所周知，氯化消毒副產物危害程度明顯，尤其是源水當中的有機物濃度在偏高的狀態下，必須要給予高度重視。通常情況下，對氯化消毒副產物進行控制和消除的過程中，主要的方式體現在以下幾個方面：

一方面，通過對非氯氧化劑進行運用，對預氯化進行替代，使得氯和水中有機物發生作用的可能性大大降低[3]。

另一方面，經氯化處理之前，要盡可能使腐殖酸等減少。

除此之外，可對消毒方式進行根本性改變，可選擇使用非氯氧化劑或者是其他的消毒方式。

因為氯的經濟性特征明顯，且管網內余量特定，所以始終被當做消毒劑進行使用。在這種情況下，開展給水處理工作的過程中，應將重點集中于前兩種措施方面，對氯化副產物的生成量進行控制。尤其是非氯氧化劑的消毒方式，經過預處理以后，可以對預氧化加以取代，但同樣也會對源水當中的有機污染物進行破壞，有效地降低了氯化消毒副產物生長量。需要注意的是，氧化劑和源水當中有機成分之間存在復雜作用關聯，氧化劑有對水中部分氯化副產物前驅物質破壞的可能性，同樣也會使源水當中的非氯化副產物前質氧化并產生氯化副產物前質。

紫外消毒技術的副產物不多，屬于一類消毒技術，然而采用低壓汞燈并作為光源的一種紫外消毒技術，實際的使用時間不長且維護管理難度較大，并未廣泛應用于水廠給水處理工作中。

2.3 節水節能給水技術

根據既有研究成果發現，水中有機物會成倍提高水中的膠體穩定性。在我國，地面水源當中有機物濃度與水中的濁度相對較高，所以在處理給水方面會消耗大量的藥劑。為此，對節藥技術的發展以及藥耗的減少是后期給水處理工作的主要方向。另外，因國內水廠的自動化程度不高且供水能耗偏大，始終不具備調度系統，出現嚴重的能量浪費情況[4]。所以，節水節能給水技術仍是后期重點解決問題。要想實現優質給水的目標，對制水成本的節省十分關鍵，有效緩解能源短缺問題。

3 結束語

綜上所述，在水資源短缺且污染嚴重的背景下，我國水源的水質與水量均不達標，不利于社會經濟的可持續發展。為此，通過以上對給水處理面臨主要問題的研究與分析，結合國家發展國情，提出了科學合理的給水處理技術發展措施，以期能夠不斷改善我國水資源質量，對水中有機污染物進行科學的處理，并進一步推動水資源的合理開發與利用。