自來水廠水處理工藝的應用現狀及發展趨勢

摘要：我國飲用水水資源總儲量較多，但人均水資源占有量則處于較低水平。特別是當前隨著經濟的快速發展，經濟發展和生態環境保護之間的矛盾越發激烈，我國各地流域內的水體都受到不同程度的污染，源水水質普遍較差，但社會發展過程中對供水需求仍然不斷增加，在這種情況下，為了能夠滿足人們對生活飲用水的需求，自來水廠通過加強管理，提高工藝水平，從而提升出廠水質，確保水質達標。

關鍵詞：自來水廠;水處理工藝技術;現狀;發展趨勢

一、當前我國水處理工藝的技術現狀

自來水廠通常分為進、凈、送三個環節，其中凈水環節中包含混凝、沉淀、過濾、消毒四項凈水工藝，通常稱之為常規水處理工藝。水處理產生的污泥、污水，通過污泥處理工藝進行泥水分離。隨著社會的不斷發展，供水需求量的增加，老舊水廠由于工藝設施、設備老化，額定產供水能力有所下降，不能滿足供水需求，需要進行更新改造，另一方面，水務部門會通過供水區域的增加，針對性的建設新的水廠，來滿足供水需求量。但是，經濟發展帶來的副產物就是環境的破壞，從而引發源水水質惡化，相關部門通過源頭治理以改善源水水質，國家針對北方水質情況，以及京津翼一體化發展布局，開展了重大水利工程，南水北調工程順利承擔起供水任務。雖然一系列的重大舉措改善了源水水質，但仍然存在水質風險，所以老舊水廠的更新改造以及新水廠通過強化原水預處理以及深度處理工藝來確保水質安全。

1、原水預處理

1.1預氧化

主要采用預臭氧技術，預臭氧工程應用中，其主要目的是助凝，必要時考慮強化去除藻類、嗅味、色度和有機污染物通過溶裂藻細胞殺藻，藻體破壞后釋放出的藻毒素也能部分被臭氧繼續分解去除，同時臭氧對去除由于藻類分泌物產生的異臭味有一定作用，其他還會使用高錳酸鹽預氧化技術及二氧化氯預氧化技術。

1.2預氯化

主要采用氯氣或次氯酸鈉預氯化技術。

1.3氣浮

通過水中氣泡粘附水中藻類，使其浮于池面，用刮渣機刮除。該方法主要去除藻類，對其他污染物無效果。

1.4生物預處理

指的是常規性的處理工藝之前，使用生物膜法，借助微生物的新陳代謝去除水中的污染物、亞硝酸氮等，令后續的常規處理工藝更加容易，減輕負擔，繼而有效改善飲用水整體質量水平。

2、常規處理

通常利用混凝、沉淀、過濾、消毒，四項工藝環節實現水質的凈化、提升。

2.1水中含有大量以膠體形式存在的粘土顆粒。由于這些粘土顆粒一般都帶有一定的負電荷，在靜電的相斥作用下，這些顆粒一般不易結大而沉淀。把一定量的礬溶液按比例混合到原水中，并在混合槽和反應池中充分混合、反應，凝聚成較大顆粒的礬花的過程稱為混凝。

2.2混凝階段形成的絮狀體依靠重力作用從水中分離出來的過程稱為沉淀，這個過程在沉淀池中進行。沉淀池多數使用平流沉淀池、高密度沉淀池、脈沖沉淀池、氣浮池等。

2.3濾池濾料層去除懸浮物的過程，可分為遷移和粘附兩個步驟;①遷移：就是水流所挾帶的顆粒脫離水流流線，向濾料顆粒表面靠近的過程;②粘附：就是當雜質顆粒與濾料顆粒表面接近時，依靠力的作用附著于濾料顆粒表面的過程。

2.4滅活致病微生物的過程。消毒起到了保證成品水達到飲用水細菌學指標的作用，同時它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制細菌繁殖且預防污染。

3、深度處理

深度處理系統通常由臭氧發生系統和活性炭濾池組成，由臭氧發生系統制備臭氧，在活性炭濾池過濾時在池面產生生物膜，并通過物理及生物的方式吸附、降解水中的小分子有機污染物、去除色度、味和嗅等。比較多見的活性炭包括粉末活性炭以及顆粒活性炭兩種類型。其中粉末活性炭大多在原水預處理中使用。

4、污泥處理

污泥處理系統通常由污泥排水池、排泥池、濃縮池、均衡池和離心脫水系統組成。水廠在正常運行時常規處理系統如濾池反沖洗、沉淀池排泥等會產生一定的污泥，通常這部分污泥通過污泥處理系統進行泥水回收、濃縮，最終實現泥水分離，離心水回用，泥餅進行無害化處理。

二、自來水廠水處理工藝的發展趨勢

1、近年來我國更關注居民的用水問題，加大了研究采用臭氧氧化、活性炭吸附的深度處理技術力度，現在我國有的城市已經在水廠中選擇了這種工藝，成效較好。

2、現在出現了一種膜濾法，屬于一種高效分離技術，這種技術對水的處理結果非常好。實施這種工藝的時候需要選擇人工合成或者天然的高分子薄膜作為介質，借助其附加能量作為推動力，實現過濾以及分離溶液的目的。除此之外，可以選擇微孔精濾膜能夠將水源里面的細菌以及濁度進行有效去除，可以選擇超濾膜去除水源里的天然有機物或者病毒，可以選擇納濾膜去除水源中的消毒副產物和農藥、鎂離子、鈣離子，可以選擇反滲透膜去除水源里的有機物、無機離子。近幾年來，由于科技、工藝的不斷發展大大降低膜工藝的成本，使得生活飲用水領域也能夠應用該工藝。然而，這種工藝的應用還是非常有限的，只應用于一些瓶裝水處理系統或者優質水供應系統中。相信在未來膜處理技術一定會獲得更大的發展，成本消耗會更低，這種工藝會更多地應用于城市水廠中，因此膜處理技術的市場前景還是非常廣闊的。

3、未來水處理的發展方向可以是多元化的，往往一些概念性的處理工藝應運而生。水處理中的鹽類大多是以離子（帶正電或負電）的狀態存在。電吸附除鹽技術的基本思想就是通過施加外加電壓形成靜電場，強制離子向帶有相反電荷的電極處移動，使離子在雙電層內富集，大大降低溶液本體濃度，從而實現對水溶液的除鹽。

三、結語

由于常規水處理工藝具有較強的操作性，而且實際應用中效果較為明顯，技術成熟，所以目前我國自來水廠在水處理中還主要以常規水處理工藝為主。但這種處理工藝還有優化的空間，隨著全面建成小康社會步伐的推進，人民對美好生活的向往，本著以人民為中心的發展思想，提升水質、提升口感成為自來水職工的首要任務，所以需要加快推動深度處理技術在自來水廠的應用，從而有效的提高水資源的利用率，確保為人民群眾提供高質量的生活飲用水。

參考文獻：

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[2]石連東，張開爾.水處理自動控制系統的應用現狀及發展前景[J].中國給水排水，2010（22）：126.

（作者單位：天津津濱威立雅水業有限公司）

作者簡介： 張皓? 1985年1月 男 漢 工程師 研究方向： 水廠工藝管理。