给水处理新技术

给水处理新技术世界水资源现状中国水资源问题形势严峻水体污染水是怎样被污染的呢？原因主要有两种：一是自然的，一是人为的。其中人为因素有：工业废水，农业污染和城市污染。工业废水工业废水，是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别，即使是同类工厂，生产过程不同，其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外，固体废物和废气也会污染水体。农业污染农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松，在土壤和地形还未稳定时降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的悬浮物。还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收，其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨，经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。城市污染城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水，它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。水体污染对人类的危害常见的饮用水水质项目对人体健康的影响铅:对肾脏、神经系统造成危害，对儿童具高毒性，致癌性已被证实镉:对肾脏有急性之伤害砷:对皮肤、神经系统等造成危害，致癌性已被证实汞:对人体的伤害极大，伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统硒:高浓度会危害肌肉及神经系统亚硝酸盐:造成心血管方面疾病，婴儿的影响最为明显(蓝婴症)，具致癌性总三卤甲烷:以氯仿对健康的影响最大，致癌性方面最常发生的是膀光癌三氯乙烯（有机物）:吸入过多会降低中枢神经、心脏功能，长期暴露对肝脏有害四氯化碳（有机物）:对人体健康有广泛影响，具致癌性，对肝脏、肾脏功影响极大给水处理新技术其中物理方法有：吹脱，吸附和膜过滤技术。化学方法有：预氧化技术和光化学氧化法。另外还有生物预处理技术，电渗析技术，离子交换技术和.组合式软化水技术等等。BAF+常规工艺+UF工艺-我最喜欢的给水处理新技术BAF——曝气生物滤池技术常规工艺——原水－混凝－沉淀－过滤－消毒－饮用水UF——超滤技术曝气生物滤池（BAF）预处理技术工作原理：滤池中填充生长着生物膜的滤料，滤池内部曝气，水流经过时，利用生物膜氧化降解有机物，同时利用生物膜的絮凝作用和滤料的粒径截留悬浮物。运行一定时间后，因水头损失的增加，需要对滤池进行反冲洗。BAF由配水系统布气系统承托层生物填料层反冲洗排水槽组成曝气生物滤池（BAF）预处理技术在饮用水处理中具有以下特点⑴水处理过程中的物理、化学和生物化学性质存在较大差异，并且与其去除性存在一定的关系。从分子量上来说，生物可降解有机物主要是低分子量的有机物（分子量1500）。常规的给水处理工艺，即混凝、沉淀和过滤，主要是去除分子量10000以上的有机物，对低分子量有机物去除率低，特别是对分子量500的有机物，几乎没有去除能力，甚至有所增加。而这部分有机物可能是行成消毒副产物卤乙酸的主要前体，也是饮用水管网中细菌生长的主要营养基质，而生物预处理能有效去除这部分有机物，对提高整个给水处理工艺对有机物的去除效果有重要意义。表2BAF对有机物的处理效果工艺填料（括号内为填料尺寸）试验地点进水有机物浓度有机物去除滤臭氧-曝气生物滤池（生产性）细卵石+活性炭（2×3mm）法国AnnetSurMane3.2mgTOC/L38%曝气生物滤池（小试）碎石（0.6-1.2mm）南朝鲜BOD53.2-59g/LCODMn14-20mg/L35-60%27-30%曝气生物滤池（小试）碎石武汉CODMn3.7-5.6mg/L10.4-27.5%曝气生物滤池（小试）海蛎子壳上海(CODMn)7.1-9.8%曝气生物滤池（小试）陶粒（2-4mm）北京20-30mgCODCr/L43.1%⑵对低浓度有机物有较好的去除效果。表1BAF对氨氮的处理效果处理工艺填料地点进水氨氮（mg/L）氨氮去除率（%）曝气生物滤池（中试）细卵石法国2.5≈100曝气生物滤池（生产性）细卵石法国（AnnetSurMarne）≤4≤10.3-0.597.579.578.3曝气生物滤池（中试）细卵石英国（Medmenham）3.082.5曝气生物滤池细卵石（20-40mm）细卵石（20-50mm）细卵石（10-20mm）法国（Groissy）法国（Vermoukle）法国（Anbergen）3.22.31.899.493.568.7曝气生物滤池（中试）（生产性）（生产性）（生产性）砂+煤砂+煤砂+煤砂+煤法国（Choisy）法国（Choisy）法国（Mery）德国（Miilheim）0.08-0.680.50.341.066%(平均)≈100≈100≈100曝气生物滤池（小试）碎石（2.7-4.8mm）韩国0.2-0.590-100曝气生物滤池（小试）碎石武汉0.41-1.1681.0-98.8曝气生物滤池（小试）陶粒（2-5mm）北京1.4-2.099曝气生物滤池（小试）海蛎子壳上海-21⑶能去除氨氮、铁、锰等污染物。表3各生物池工艺参数范围以及对几个常规水质指标的净化效果统计情况生物池类型Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型水力负荷4-6m/h0.91-1.67m3/(m3h)0.78-1.12m3/(m3h)气水比范围0.77-1.2:11-1.5:10.7-1.2:1CODMn2.12-5.98/3.11mg/L①24.6%②14.6%11.9%氨氮0.16-3.94/2.22mg/L94%82.6%84.7%亚硝酸盐氮0.023-0.79/0.231mg/L98%79.9%76.3%TOC2.1-5.3/3.5mg/L28.1%8.7%11.9%藻类68-688/251万个/L61.5%58.9%51.1%浊度3.1-43.3/7.56NTU64.6%56.3%51.7%TON8.0-40.0/15稀释倍数47.9%47.9%47.1%锰0.09-0.68/0.28mg/L73.8%64.5%62.5%色度23-73/34度41.8%37.3%31.8%注：试验温度范围13.8-31℃。①原水浓度范围/均值；②平均去除率。Ⅰ型为淹没式曝气生物滤池，Ⅱ型为中心导流筒曝气循环式生物滤池，Ⅲ型为直接微孔曝气器生物接触氧化池。曝气生物滤池对后续常规处理药耗和氯耗的影响1对药耗的影响水中有机物的存在将增加胶粒的Zeta电位值，使胶体更趋于稳定，增加水处理混凝时药剂投加量。经BAF生物预处理后，胶粒Zeta电位值降低，易于脱稳，因此可以减少后续混凝单元的药剂投加量，实际的烧杯实验及生产性实验均验证了这一点。2对氯耗的影响水的氯耗与水中有机物和氨氮的含量密切相关。曝气生物滤池对有机物和氨氮均有较好去除，因此也将影响氯耗量，有试验表明曝气生物滤池与常规工艺的组合其耗氯量比单一常规工艺氯耗节约10%-15%（常规工艺加氯量为2.5-2.7mg/L）。氯耗的减少既可以节约水厂运行成本，又能降低氯代有机消毒副产物的生成量，改善出水水质，保障饮用者身体健康。膜分离技术以压力为推动力的膜分离技术有反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）、以及微孔过滤（MF）。膜分离技术的特点是能提供稳定可靠的水质，这是由于膜分离水中杂质的主要原理是机械筛分，因而出水水质仅仅依据膜孔径的大小，与原水水质以及运行条件无关。此外，膜分离还会使水厂用地大大减少，运行操作自动化，使水厂成为真正意义上的“造水工厂”。日本从1992年开始，由厚生省牵头，以国立公众卫生院和水道净水协会为主，组成“膜应用新型净水系统委员会”，丹保宪仁任委员长，实施所谓“MAC21计划（MembraneAquaCentury21）”，对MF和UF膜应用于净水处理进行了3年的大规模研究。根据其研究结果UF的处理效果如表5所示。表5日本“MAC21计划”UF处理效果水质指标原水混凝沉淀出水膜分离出水范围平均值平均值去除率范围去除率浊度/NTU3.36-5114.11.3989.90.00-0.1798.9-100色度/度7-22114681.6-460-84CODMn3.3-17.66.92.8601.4-3.146-84UV26050mm比色皿0.118-0.2280.1580.120220.074-0.1724-54氨氮0.01-0.60.170.16100.01-0.30-84总锰0.024-0.130.0490.023500.004-0.03423-100总铁0.25-3.80.80.08900.00-0.0198-100THMFP0.03-0.0570.0420.026380.017-0.0450-66项目范围范围范围检出率细菌/个/mL4100-160000220-38000230-97000/24-24/26大肠菌/个/mL52-19003-2000-1800/26-3/24总结从以上对BAF与UF工艺的分析中可以看到，两者在处理上有互补性，从而可以依此开发出新的净水工艺，即BAF→常规处理→UF。下面进一步用有机物分子量分析的观点来说明此工艺的优势。水中有机物种类繁多，不同形态有机物要用不同的工艺加以去除。一般而言，常规处理主要去除分子量大于10000的有机物，对于分子量10000以下的有机物只能部分去除，对分子量小于1000的有机物基本无去除作用甚至于有所增加。BAF主要去除水中分子量小于1000的亲水性有机物，对更大分子量的有机物由于细胞膜的屏障作用而难以进入细胞内部。BAF的生产性试验说明BAF对DOC的去处似乎主要与分子量500以下的有机物占DOC的百分比有关。水中有机物也可划分为悬浮态有机物、胶体有机物和溶解性有机物。根据能否被微生物去除分为可生物降解和不可生物降解的有机物等。水中可生物降解的有机物用BAF去除，而不可生物降解的有机物则不能用BAF去除，同时对于悬浮状态和胶体状态的有机物，采用混凝沉淀方法则有好的去除效果，特别对于大分子有机物（分子量大于10000）常规工艺对其去除效果较好。对分子量小于3000的有机物，亲水性的可生化部分可用BAF加以去除，憎水、难降解部分以及细菌和病毒用UF去除。总之，BAF、UF和常规处理三者基本呈互补关系。如果经济上许可，该组合工艺应是提高饮用水水质的最佳工艺。谢谢观看！！