微污染水处理

1浅述——微污染水处理技术方法摘要：改革开放以来，随着经济社会的快速发展，流域内人口急剧增加，工农业生产和生活废污水排放与日俱增，造成河道水质污染日趋严重，水质指标远远超过地表水V类水体标准，水资源和水环境的价值与生态景观功能日渐丧失。因此，河流水体功能恢复与水生态环境改善，其迫切性和重要性不言而喻。关键词：微污染水源水处理新型处理技术一、给水处理过程中的微污染水处理技术随着社会的发展和科技的进步，导致城市的日益扩大和工农业的迅猛发展，大量的生活污水和工农业废水被排放到江河湖泊中，使城市周围地表水体的污染不断呈加重趋势，造成人工合成有机物、农药、重金属离子、氨氮及放射性物质等有害污染物，通过工农业使用和生活等人类活动而进入水体。而这种现象在我国普遍存在，这也就是说我国大部分取水水源都不同程度上被污染。其中大量水源又属于微污染水，在微污染水源水中，一般含有少量的有机物、氨氮和农药等有害物质，经常规的处理工艺处理后，很多情况下处理后的水质难以满足国家的饮用水标准。所以，对于原有的饮用水处理工艺进行改进和强化是目前微污染水源水处理中经常使用的手段。针对微污染水源水的处理问题，在饮用水常规处理工艺的基础上，国内外进行了大量的研究和实践。归纳起来主要是强化处理技术、预处理技术以及深度处理技术。1、强化处理强化处理是针对当前不断提高的水质标准，在现有的工艺基础上经过改进、优化和新增以去除浊度、病毒微生物、有机污染物以及有机污染物引起的色度、嗅味、藻类、藻毒素、卤仿前质、致突变物质等为主要目标的，使之达到不断提高的水质标准的水处理工艺均为水的强化处理工艺，其中最重要的工艺环节是强化混凝和过滤工艺，强化沉淀技术。2、预处理技术在传统工艺之前设置预处理工艺，对水中的污染物进行初步去除，可使传统工艺更好地发挥作用，减轻传统工艺与深度处理工艺的负担，发挥水处理工艺的整体作用，最大限度地提高对污染物的去除能力。吸附预处理技术，其主要是利用吸附剂所具备的吸附特性来去除微污染水源水中的少量有机污染物，在这个过程中，使用比较多的吸附剂是活性炭、沸石、粘土及硅藻土。而目前该技术存在的主要问题是吸附剂难以回收利用，这使得该方法的运行费用偏高化学氧化预处理技术就是依靠投加的化学氧化剂，分解破坏水中有机污染物，再利用混凝剂脱除胶体悬浮物，使水质达到处理要求。目前采用的氧化剂有氯气、高锰酸钾、高铁酸钾、臭氧等。生物预处理是指在常规净水工艺之前，增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中可生化有机物特别是低分子可溶性有机物、氨氮、亚硝酸盐、铁、锰等污染物，并有效改善混凝沉淀性能、减少混凝剂用量，同时还能去除常规处理工艺不能去除的污染物，利于后续处理工艺的运行。3、深度处理技术深度处理技术是指通过常规的处理方法处理以后的水源，仍然存在微污染物质，此时再采用合理的、适当的方法对水源进行处理，提高水的质量，使其满足人们的使用标准。一般来说，常用的方法有臭氧氧化法光催化氧化法、活性炭吸附法、膜技术、臭氧活性炭法等等，这些方法都能在很大程度上有效去除水中微污染物质臭氧一活性炭联用工艺先进行臭氧氧化再进行活性炭吸附，能够同时发挥臭氧、活性炭2的优势，扬长避短。臭氧的加入能够将大分子有机物氧化分解为小分子有机物，提升活性炭的去除效果；炭床中大量好氧微生物对有机物进行降解，能提高处理效率，延长炭的使用寿命。臭氧活性炭联用研究结果表明，原水中所含的高分子腐殖酸和富里酸不易被活性炭吸附，但臭氧氧化后，变成了可被吸附的小分子物质，提高了活性炭的吸附效果。生物活性炭是利用生长在活性炭上的微生物的生物氧化作用，从而达到去除污染物的目的。与单独的活性炭吸附相比，它可以完成生物硝化作用，将氧氮转化为硝酸盐，从而减少后氯化的投氯量。膜过滤是微污染水源水深度处理领域中另一个重要、高效的深度处理手段，以微滤、超滤、纳滤、反渗透为主的膜过滤技术可以较为有效地去除水中嗅味、色度、消毒副产物前体物及细菌等，改技术处理过程不产生副产物，处理单元小，易于自动控制，pH适用范围广，无二次污染、出水水质稳定、安全可靠等特点，因此，在微污染水处理中具有广阔的应用前景。二、污染物处理新型技术和改进方法随着有机化工、石油化工、采矿、农药和医药工业的迅速发展，自然水体受到的有害物质逐年增多，其种类的多样性也不断增加，这使得水处理的难度不断增大。为应对新出现的污染物质，科学家们经过不断研究、改进，提出了相应的解决措施。1、聚磷硫酸铁(PPFS)聚磷硫酸铁(PPFS)是一种新型的高效混凝剂，是PFS改性和复合产品中很有应用前途的一种，它是对PFS传统产品的一种改造和提高。已有研究表明D-33，PPFS溶液具有混凝效果好、沉降速度快和稳定性好等优点。在处理生活污水、城市生活废水、染料废水及稠油污水等方面已有研究。PPFS混凝除藻机理主要是压缩双电层作用和吸附一电中和作用，加适量POi其混凝除藻性能有一定的增加，POi量超过最佳值后，随着POi量的增加，混凝除藻性能呈下降的趋势。PPFS混凝除藻性能与投加方式，投加量，碱化度的关系随着磷铁比的变化有关。研究表明，磷铁比在10时效果最好．先投加磷比后投加磷要好，最佳投加量为1．4mg／L，碱化度B一0．5时除藻效果最好2、低浓度多环芳烃(PAHs)的处理多环芳烃(PAHs)是水环境中一种普遍存在的持久性有机污染物，常规的物理化学方法(如混凝、沉淀、过滤等)很难去除PAHs，微生物法虽然具有降解PAHs的能力但生物降解周期长，且PAHs具有一定的生物毒性，难以被微生物利用。高级氧化技术分解PAHs具有反应快速的优点但在处理大水量的工业废水时，低浓度的PAHs使高级氧化法动力学受限，成本偏高。吸附法是一种去除水体中低浓度PAHs的有效方法，吸附法的关键是选择有效的吸附剂。基于仿生吸附的原理，采用微生物体内广泛存在的PHAs中的一种—PHB作为仿生吸附剂，对水中微量的PAHs进行吸附实验，PHB仿生吸附剂对水中微量PAHs具有较高的吸附速率。因此，从PHAs中筛选对PAHs具有高吸附容量的仿生吸附剂，实现污染物的靶向分离或构建靶向技术，成为微污染水处理技术中的一个新方法。3、固定化微生物技术固定化微生物技术是从20世纪60年代末直接从固定化酶技术发展起来的，通过物理或化学的手段，将游离的微生物固定在限定的空间区域使其保持活性，并可反复利用的一项技术。研究和应用表明，固定化微生物技术有微生物密度高、反应速度快、耐毒害能力强、微生物流失少、产物分离容易、处理设备小型化等优点。近年来，固定化微生物法处理废水已受到广泛重视，在许多领域均有广泛应用。不过该技术受水体条件的影响较大。根据研究表明，水力停留时间的不同对COD去除有较大的影响，在HRT：10h时平均去除率为24．1％，而在HRT=8h时平均去除率达到了35．5％；氨氮的去除率虽然较高，但水力停留时间的不同对其影响也较大，在HRT=10h时平均去除率为70．1％，而在HRT=8h时平均去除率达3到了87．9％。对'IN、TP的去除效果较差。并且河水水质变化大，进水水质很难稳定，因此对微生物的适应性提出了更高的要求。因此，开发适应性更强的微生物成为此技术进一步发展的研究方向。4、天然有机物(NOM)的膜处理研究表明，对于处理地表水的MF或UF膜工艺来说，天然有机物(NOM)是一种主要的污染物质。研究发现，不同形态的NOM对MFAJF的膜污染会产生不同的影响，胶体状有机物最容易造成膜的不可逆污染.而通过对腐殖酸的分子量、亲水性、不同的官能团对膜的污染程度进行了分析，发现小分子物质中亲水性的部分截留率很低，但对通量的下降比疏水性部分所产生的影响更大。这些研究都表明单纯依靠膜截留去除有机物的膜污染风险很高，可以考虑采用膜组合工艺以降低膜污染。进行单独MBR及MBR—PAC组合工艺处理实际微污染湖水的对比试验。采用SELC法测定各MBR工艺中膜污染物的MWD，比较它们在PAC投加前后的变化。对比试验证实，投加PAC可以降低各部分膜污染物的含量，并且与MBR工艺相比，PAC的投加显著减少了Mw104的小分子有机物的含量,降低膜阻力R，从而有效地延缓了膜通量的衰减，减少了膜污染。5、改性沸石法对于沸石来说，单独去除氨氮的效果是非常好的，平均可以达到96％以上，但其吸附总量比较小，也就是说沸石处理氨氮的寿命不长。同时对水中的有机物处理效果不明显，这也是影响其寿命的一个原因。在同一条件下，对沸石通过采取HC1改性、H2s0改性、NaOH改性、NaC1改性后对废水中氨氮的效果进行平行比较发现，改性沸石对水中氨氮有较好的去除效果，但对有机物的去除效果有限用NaC1改性的沸石去除氨氮的整体效果最好，取lmol／L为最合理的改性浓度。研究还表明，在沸石和活性炭联合处理时能提高处理效果和寿命。6、三维电极法三维电极法是利用三维电极反应器去除水中污染物质的方法。这种技术在国内外文献中鲜有实际工程的应用实例报道。但经过试验研究所获得的结果表明，经过三维电极法处理过的微污染水的某些指标优于现行《生活饮用水水源水质标准》。遗憾的是关于三维电极反应器的有关理论只处在探索研究期，有待进一步完善。参考文献:[1]宋淑玲.微污染水源水处理技术的研究探讨.资源节约与环保,2013,(8);31-31[2]微污染水源水处理技术的研究现状和进展探析.江苏商报·建筑界,2013,(21);166-166[3]朱璐瑶.藻毒素去除方法的研究进展.能源与环境,2013,(5);94-96[4]郑涵.预氧化一混凝组合工艺处理微污染水源水研究.城镇供水,2013,(4);18-20[5]龚圣辉.微污染水处理技术现状与展望.铜业工程,2007,(1);62-64[6]郝爱玲,陈永玲,顾平.微污染水处理中投加粉末炭减缓膜污染的机理研究.膜科学与技术,2007,27(1);35-40[7]马晓辉,赵玉华,李谨.曝气生物滤池对微污染水处理效果的试验研究.辽宁化工,2006,35(12);714-717[8]王光辉,魏晓金,雷国元.聚磷硫酸铁混凝去除微污染水中藻类生物研究.华中科技大学学报：城市科学版,2005,22(3);57-60[9]王立章,邱熔处,何义亮.三维电极法在微污染水处理中的应用研究.环境污染治理技术与设备,2003,4(2);27-28[10]王华.环境矿物材料在微污染水处理中的应用前景.能源环境保护,2003,17(4);48-51[11]赵攀.曝气生物滤池在微污染水处理中的应用.科技风,2010,(12);-[12]微污染水处理研究进展.中国科技博览,2010,(25);274-2744[13]孙红梅,杨小丽,陆继来等.微污染水处理中生物填料的应用研究.安全与环境工程,2008,15(4);55-59[14]蔡月琪.纳滤膜在微污染水处理中的应用.广东化工,2007,34(10);92-94