【文章內(nèi)容簡介】 ㈣ 膜分離技術(shù) ? 膜分離技術(shù) 是從 20世紀(jì) 70年代開始發(fā)展起來的水處理新技術(shù)，在 90年代得到飛速發(fā)展，目前被認(rèn)為是最有前途的水處理技術(shù)。 膜分離技術(shù)是一種以壓力為推動力、利用不同孔徑的膜進行水與水中顆粒物質(zhì)（廣義上的顆粒，可以是離子、分子、病毒、細(xì)菌、黏土、沙粒等）篩除分離的技術(shù)。 根據(jù)膜孔徑從大到小排列，可以把膜濾分為 微濾、超濾、納濾和反滲透 4種 。膜材料主要有乙酸纖維膜、芳香族聚酰胺膜、聚砜膜、聚丙烯膜、無機陶瓷膜等。膜組件的形式主要有板式、卷式、中空纖維、管式等。 ㈣ 膜分離技術(shù) ?微濾 的孔徑為 零點幾微米到幾微米 ，配合混凝劑的使用，能夠去除水源水中的懸浮顆粒、膠體物質(zhì)和細(xì)菌，操作壓力為 。 微濾可以替代飲用水常規(guī)處理的混凝、沉淀、過濾，在一個設(shè)備中實現(xiàn)常規(guī)工藝多個處理構(gòu)筑物才能完成的凈水效果。 目前微濾技術(shù)已經(jīng)成功地用于小型地表水凈水廠。 世界上最大規(guī)模為每天 3萬 t，我國也已建成數(shù)個每天幾千噸規(guī)模的微濾膜凈水廠。 ㈣ 膜分離技術(shù) ?超濾膜 的孔徑在 5nm～ ，可以去除相對分子質(zhì)量在 300～ 300000之間的大分子、細(xì)菌、病毒和膠體微粒 ，操作壓力在 ～ 。超濾被廣泛用于從工業(yè)廢水中回收有用物質(zhì)，如造紙廢水中回收木質(zhì)素，洗毛廢水中回收羊毛脂，電泳涂漆廢水中回收電泳漆，食品工業(yè)廢水中回收蛋白、乳清等。在飲用水處理領(lǐng)域，大多數(shù)家用凈水器（ 一般構(gòu)成：粗濾 粒狀活性炭 超濾 ）中都設(shè)有中空纖維超濾膜來截留水中的雜質(zhì)顆粒和細(xì)菌。 ㈣ 膜分離技術(shù) ?反滲透膜 的孔徑最小，在 2～ 3nm以下。除了水分子外，其他所有雜質(zhì)顆粒（包括離子）都不能通過反滲透膜，因此 反滲透膜分離得到的水為純水 。反滲透技術(shù)已經(jīng)廣泛用于海水淡化、苦咸水脫鹽、工業(yè)給水高純水的制備（電子工業(yè)用水、鍋爐給水等）， 近年來迅速發(fā)展起來的飲用純凈水、優(yōu)質(zhì)直飲水的核心技術(shù)就是反滲透。 反滲透技術(shù)的操作壓力較高，必須超過所處理水的滲透壓。對于海水淡化，操作壓力一般在3MPa以上。對于用自來水制備飲用純凈水，操作壓力一般在 1MPa以下（根據(jù)原水含鹽量、純水收率、膜特性而確定）。 ㈣ 膜分離技術(shù) ?納濾膜 的孔徑略大于反滲透膜，為幾個納米，操作壓力也低于反滲透。納濾可以截留二價以上的離子和其他顆粒，所透過的只有水分子和一些一價的離子（如鈉、鉀、氯離子）。 納濾可以用于生產(chǎn)直飲水，出水中仍保留一定的離子，比純水有益于健康，并可降低處理費用。 ㈣ 膜分離技術(shù) ?優(yōu)點 ：不需要投加藥劑，去除的污染物范圍廣，可通過選用不同的膜實現(xiàn)預(yù)定的分離效果，運行可靠，設(shè)備緊湊、易于實現(xiàn)自動控制等。 ?缺點 ：設(shè)備費和運行費高，運行中膜易堵塞，需要定期進行化學(xué)清洗，前處理要求較高，存在濃縮液的處理與處臵問題等。 ?近年來隨著膜材料價格的不斷降低，膜分離技術(shù)在水處理應(yīng)用中具有越來越強的競爭力。 三、預(yù)處理技術(shù) ?預(yù)處理 是針對傳統(tǒng)工藝的缺陷，為了強化水處理工藝、改善處理出水水質(zhì)，在常規(guī)處理工藝之前，采用一定的物理、化學(xué)或生物的方法，對水中污染物進行初步去除，特別是去除那些常規(guī)工藝不能有效去除的污染物，使常規(guī)工藝更好的發(fā)揮作用，減輕常規(guī)處理和深度處理的負(fù)擔(dān)，更好地發(fā)揮水處理工藝的整體作用。 ?預(yù)處理工藝可分為 氧化法 和 吸附法 ，其中氧化法又可分為化學(xué)氧化法和生物氧化法。 三、預(yù)處理技術(shù) ?當(dāng)飲用水的水源水受到一定的污染，或者具有某些特殊性質(zhì)時，在常規(guī)處理之前，需要先進行預(yù)處理，包括粗大懸浮物和漂浮物的篩除、沉砂、高濁度水的預(yù)沉淀、原水儲存、土層滲濾、曝氣去除揮發(fā)型物質(zhì)、粉狀炭吸附、化學(xué)預(yù)氧化、生物預(yù)處理等。下面主要介紹用于受污染水源水處理的 化學(xué)預(yù)氧化 、 生物預(yù)處理 技術(shù)。 化學(xué)預(yù)氧化 ?預(yù)氯化 ?預(yù)臭氧 ?高錳酸鉀預(yù)氧化 ㈠ 化學(xué)預(yù)氧化 ? ⒈預(yù)氯化 預(yù)氯化是飲用水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種預(yù)氧化技術(shù)，目前仍為我國絕大多數(shù)水廠所采用。預(yù)氯化是在地表水的取水口或凈水廠的入口處向水中加人一定量的氯，投加量在 1～2mg/L（根據(jù)水質(zhì)而定，對于受到污染的水源水預(yù)氯化的所需加氯量遠(yuǎn)高于此值）。由于氯是氧化劑，預(yù)氯化可以氧化分解水中的一部分有機物質(zhì)，降低嗅味，增強混凝效果，去除氨氮（ 生成氯胺，或者通過折點氯化而被破壞 ），可以控制微生物和藻類在取水口至水廠的管道中和在凈水廠的處理構(gòu)筑物中生長繁殖，并可起到一定的消毒殺菌效果。 ? 預(yù)氯化可以采用簡單加氯法或折點氯化法。 ? 預(yù)氯化的缺點是當(dāng)水源水中有機物含量較高時，投加的氯會與水中的有機物反應(yīng)，生成三鹵甲烷、鹵乙酸等具有三致作用的消毒副產(chǎn)物。 預(yù)臭氧 ? 由于 臭氧比液氯具有更強的氧化能力 ，故可有效殺滅藻類、細(xì)菌、病毒等，同時能夠快速氧化大分子難降解物，有較強的脫色、除臭能力。臭氧預(yù)氧化法可使水源水水化學(xué)耗氧量有一定程度的下降，對氧化三鹵甲烷前體物有較好的效果。由于投加臭氧的成本較高，一般采用低劑量投加，在這種情況下， 大部分投加的臭氧只能把大分子有機物氧化為小分子有機物（如酮、醛、酸等），而不是將有機物徹底降解。 這樣就導(dǎo)致了處理出水溶解性的、可生化的有機物量比例得以提高。因此， 如能將臭氧預(yù)氧化法與生物法結(jié)合起來，能起到優(yōu)勢互補的作用 ，反之，單純的臭氧預(yù)氧化法由于可使出水溶解性有機物量提高，可能會導(dǎo)致最終出廠水中 AOC的升高，管網(wǎng)細(xì)菌量升高，反而降低飲用水質(zhì)。 預(yù)臭氧 ?預(yù)臭氧是為了避免預(yù)氯化產(chǎn)生氯代有機物的問題而采用的替代方法，已經(jīng)在歐洲得到廣泛的應(yīng)用，在我國目前尚未采用。加入臭氧除了有前述的氧化、除嗅作用外，還可以增加水中有機物的可生物降解性，有利于后續(xù)的生物處理，如生物氧化預(yù)處理或生物活性炭。預(yù)臭氧液有一定的改善混凝的效果。預(yù)臭氧的最大優(yōu)點是不產(chǎn)生氯代有機物，但費用較高。此外，因臭氧在水中會迅速分解，此法不適于長距離輸水管道的菌藻控制。 高錳酸鉀預(yù)氧化 ?高錳酸鉀預(yù)氧化 曾是一種傳統(tǒng)水處理預(yù)氧化技術(shù)，近年來由于我國水源水的污染日趨嚴(yán)重，高錳酸鉀預(yù)氧化技術(shù)發(fā)展較快，現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出高錳酸鉀預(yù)氧化與混凝劑聯(lián)合使用的復(fù)合藥劑。 高錳酸鉀氧化不產(chǎn)生氯代副產(chǎn)物，氧化能力強，除臭效果好，高錳酸鉀氧化后生成的二氧化錳對高錳酸鉀的氧化具有催化作用，同時又具有助凝作用，從而大大增強混凝效果。 該法不需要增加新設(shè)備，運行費用低，便于根據(jù)原水水質(zhì)情況調(diào)整投藥量，有著良好的應(yīng)用前景。 ㈡ 生物預(yù)處理 ?生物預(yù)處理是指在常規(guī)凈水工藝前增設(shè)生物處理工藝，借助于微生物的新陳代謝活動，對水中的氨氮、有機污染物、亞硝酸鹽、鐵、錳等污染物進行初步的去除，減輕常規(guī)處理和深度處理的負(fù)荷，通過綜合發(fā)揮生物預(yù)處理和后續(xù)處理的物理、化學(xué)和生物的作用，努力提高處理后出水水質(zhì)。 ㈡ 生物預(yù)處理 ? 眾所周知，在廢水處理中 生物處理法是去除水中溶解狀有機物的有效而經(jīng)濟的方法 。隨著飲用水水源污染問題的日趨嚴(yán)重， 生物處理法也已經(jīng)被開發(fā)成為處理受污染水源水的飲用水處理技術(shù) 。 ? 生物預(yù)處理 主要依靠微生物的生命活動（氧化、吸附、生物絮凝等）來去除水中的污染物。在這些微生物中，對凈化水質(zhì)起主要作用的絕大多數(shù)屬于貧營養(yǎng)型微生物，具有世代周期長、繁殖緩慢的特性。為了保證處理效果和加快凈化的效率，必須保證有足夠的微生物量（生物濃度）。 生物膜法 因微生物附著在載體填料上，相對而言能獲得更穩(wěn)定的生長環(huán)境，適合于世代周期長的微生物生存和繁殖，因而絕大多數(shù)的生物預(yù)處理都采用生物膜法的形式。 ㈡ 生物預(yù)處理 ?能夠有效去除水中可生物降解的有機物，減低消毒副產(chǎn)物的生成，提高水質(zhì)的生物穩(wěn)定性，降低后續(xù)常規(guī)處理的負(fù)荷，改善常規(guī)處理的運行條件（如降低混凝劑的投加量，延長過濾周期，減少加氯量等）。飲用水生物預(yù)處理可以去除進水中 80%左右的可生物降解有機物。 ㈡ 生物預(yù)處理 ?能夠有效去除水中的氨氮。 在生物預(yù)處理構(gòu)筑物中氨氮在亞硝化菌的作用下先被生物轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，再在硝化菌的作用下進一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。 生物預(yù)處理對氨氮去除率可以達(dá)到 70%～ 90%，采用生物硝化去除氨氮的預(yù)處理已經(jīng)成為飲用水預(yù)處理的一個重要處理目的。 四、強化混凝技術(shù) ?強化混凝 是指在混凝處理中投加過量的混凝劑、新型混凝劑或助凝劑、或者是其他的藥劑，通過加強混凝與絮凝作用，使常規(guī)處理工藝盡可能多地去除水中的有機物和消毒副產(chǎn)物的前體物（主要指腐殖酸、富里酸等有機物）。 四、強化混凝技術(shù) ?混凝所去除的有機物及其去除機理主要包括：膠體狀有機物的吸附電中和與凝聚、混凝形成的金屬氫氧化物礬花的巨大比表面積對溶解有機物的吸附和共沉作用、腐殖酸和富里酸的聚合沉淀等。 ?強化混凝提高對有機物的去除機理主要是加強混凝產(chǎn)生的絮體對有機物的吸附作用。實踐表明，在相同加藥量下，機械攪拌澄清池對有機物和消毒副產(chǎn)物前體物的去除效果要優(yōu)于反應(yīng)池一沉淀池工藝，其原因就是在機械攪拌澄清池中大量保持的礬花可以充分發(fā)揮其吸附作用，而反應(yīng)一沉淀工藝中礬花形成后即被沉淀去除，其吸附潛力尚未完全發(fā)揮。 四、強化混凝技術(shù) ? 強化混凝的措施有：從 鋁鹽混凝劑改為鐵鹽混凝劑 （鐵鹽比鋁鹽更易于形成與腐殖酸和富里酸的聚合物），減低 pH值（ pH值為5～ 6的條件有利于形成腐殖酸、富里酸的聚合物），投加有機或無機絮凝劑，采用具有絮凝作用的新型混凝藥劑（如聚硅酸鹽鐵鹽、聚硅酸鹽鋁鹽等），增加混合與絮凝反應(yīng)的時間，選用澄清工藝等。 在混凝中同時進行高錳酸鉀預(yù)氧化、粉狀炭吸附 （如采用含有高錳酸鉀、粉狀炭、混凝劑的復(fù)合藥劑）也可以起到強化混凝的效果，盡管其中還包括了氧化、吸附等作用。 ? 常規(guī)處理對水中溶解有機物的去除效果一般在 10%～ 20%，通過強化混凝可以把去除率提高到 25%～ 30%，具體效果依原水水質(zhì)和強化混凝的措施而定。 五、純水和凈水處理技術(shù) ? 純水和凈水是有一定區(qū)別的?！凹兯边@一術(shù)語來源于工業(yè)給水的純水，即去除了水中一切雜質(zhì)（包括各種離子）的水，水的純度用電導(dǎo)率表示。雖然飲用純水對水的電導(dǎo)率要求并不需要像對電子工業(yè)、高壓鍋爐給水那樣嚴(yán)格，但我國現(xiàn)行的飲用純水行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中仍對水的電導(dǎo)率進行了嚴(yán)格的規(guī)定。盡管離子交換、蒸餾等技術(shù)在早期曾用于生產(chǎn)飲用純水， 目前生產(chǎn)純水所普遍采用的核心技術(shù)是反滲透， 其工藝流程如圖 4所示。 ? 用戶使用飲用純水的方式包括瓶裝水（主要是作為飲料）、桶裝水、凈水屋、樓宇或小區(qū)專用飲水管道，家用純水機等。 五、純水和凈水處理技術(shù) 五、純水和凈水處理技術(shù) ?飲用凈水的含義實際上是指優(yōu)質(zhì)直飲水。按照生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定原則，凡符合該標(biāo)準(zhǔn)的自來水實際上都可以直接生飲。但是在實際操作中，為了提高直飲水的衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量和具有較好的口感，又制定了優(yōu)質(zhì)直飲水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于純水中不含任何礦物質(zhì)，長期飲用可能對人體健康產(chǎn)生不利影響，因此，優(yōu)質(zhì)直飲水并不要求必須是純水。 五、純水和凈水處理技術(shù) ?優(yōu)質(zhì)直飲水系統(tǒng)一般設(shè)在采用分質(zhì)供水系統(tǒng)的樓宇或住宅小區(qū)中，它以市政自來水或當(dāng)?shù)氐牡叵滤疄樗?，再?jīng)過特殊的凈化處理后 .由專用管道送到用戶家中。優(yōu)質(zhì)直飲水的處理系統(tǒng)有許多種，包括：① 另選用優(yōu)質(zhì)的地下水源和先進的消毒工藝，優(yōu)水優(yōu)用 ；②“ 臭氧氧化一活性炭吸附一紫外線消毒或二氧化氯消毒”的飲用水深度處理工藝流程 ； ③ “粗過濾 活性炭吸附 精細(xì)過濾 反滲透 臭氧消毒或紫外線消毒”的飲用純水處理流程； ④ 把反滲透生產(chǎn)的純水與納濾生產(chǎn)的水（或活性炭出水）按比例勾兌成一定礦化度的水的組合處理工藝。 六、特種水質(zhì)處理技術(shù) ?除鐵、除錳 ?除藻 ?除氟 ?過硬源水的軟化、苦咸水淡化、海水淡化 ㈠ 除鐵、除錳 ?曝氣氧化過濾法除鐵工藝