【正文】 針對(duì)我國(guó)大多數(shù)水廠 采用加氯消毒系統(tǒng)，改用二氧化氯在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上加以改造是簡(jiǎn)易可行的。 二氧化氯用于給水處理消毒，近年來(lái)受到廣泛的注意，主要是由于它不會(huì)與 水中的腐殖質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生鹵代烴。這套設(shè)施由于國(guó)內(nèi)的余氯檢測(cè)儀以及 氯氨加注自動(dòng)化設(shè)施有待提高，目前尚不普及。該方法不能提供準(zhǔn)確的投加量，只是靠經(jīng) 驗(yàn)控制，檢驗(yàn)投加效果又具有滯后性。在國(guó)外至今仍為主要?dú)⒕椒ㄖ?，我?guó)應(yīng) 用更為普遍。 消毒殺菌技術(shù) 很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期以來(lái)，傳統(tǒng)的消毒殺菌劑主要是采用氯及其化合物。 四、消毒殺菌技術(shù)和水的深度處理 消毒殺菌技術(shù)已成為給水處理中不可缺少的處理手段之一。 上述兩種單因子自動(dòng)控制絮凝檢測(cè)儀是國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)正起步研究，尚 未有應(yīng)用實(shí)例。正確選擇混凝劑投加量和 PH 值將大幅度節(jié)省藥劑用量， 幾個(gè)月內(nèi)即可償還投資費(fèi)用，同時(shí)對(duì)提高出水水質(zhì)，減少供水干管的污垢有很大 65 的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。該儀器還特別適合于投藥閉路 控制系統(tǒng)。該方法 認(rèn)為絮凝劑投入水中后在水解生成的氫氧化物沉速至最大時(shí)，投藥量為最佳。 最近英國(guó)水研究中心和倫敦大學(xué)研究人員聯(lián)合研制了一種新的絮凝控制在 線檢測(cè)儀器 (FIOC mate 探測(cè)器 )。該方法尤其對(duì)舊水廠的改造更具有實(shí)用價(jià)值，它不僅解決了水廠投 藥自動(dòng)控制問(wèn)題，而 且對(duì)提高水廠的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益起到主要作用，同時(shí)將對(duì)水處 理工藝技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化進(jìn)程起積極的推動(dòng)作用。其次該方法對(duì)于采用有機(jī)陰離子高分子絮凝劑時(shí)是不適用的。但該儀器在取樣系統(tǒng)的可靠性上存在較多的問(wèn)題。流動(dòng)電流 (SCD)探測(cè)器的使用方法是按生產(chǎn)要求的沉淀水濁度確定一個(gè) 流動(dòng)電流值。目前美國(guó)、英國(guó) 已有數(shù)百家水廠應(yīng)用流動(dòng)電流技術(shù)控制混凝收到良好效果。此項(xiàng)技術(shù)是由美 國(guó)的 Gerdes 于 1966 年發(fā)明的，并開(kāi)始了對(duì)流動(dòng)電流控制混凝投藥的研究。而描述膠體脫穩(wěn)程度 的重要指標(biāo)是 ζ電位，以 ζ電位為因子控制混凝劑則成為一種根本性的控制方 法。該技術(shù)是依據(jù)混凝 理論而產(chǎn)生的。 近幾年來(lái) 這一技術(shù)發(fā)展很快，出現(xiàn)了流動(dòng)電流投藥控制系統(tǒng)和絮凝控制在線檢測(cè) 儀（也稱(chēng) Eloonate 連續(xù)探測(cè)器）。由于國(guó)內(nèi)連續(xù)檢測(cè)儀表與投加設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)以及在建立數(shù)學(xué)模型方面所 需原始資料準(zhǔn)確程度的差異和內(nèi)容的短缺，使該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施比較困難，不能得到 廣泛的應(yīng)用。這是國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的優(yōu)化自動(dòng)控制方法。 在此基礎(chǔ)上又發(fā)展出建立前饋與后饋數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。基本控制參數(shù)有原水濁度、水溫、 PH 值或堿度、氨氮、 耗氯量、水量等 6 項(xiàng)。當(dāng)前國(guó)外貸款項(xiàng)目基本采用該種方法，國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚不廣泛。 為了解決這些問(wèn)題，近幾年來(lái)我國(guó)有的水司研究應(yīng)用模擬濾池法控制混凝藥劑的 投加，結(jié)果表明可達(dá)到自動(dòng)控制投加 ，及時(shí)調(diào)整藥劑之目的，可節(jié)約藥劑 10～ 20%。該方法的缺點(diǎn)是不 能滿(mǎn)足連續(xù)運(yùn)行的需要，也就不能隨水質(zhì)水量的變化而及時(shí)調(diào)整投加量。 絮凝劑的控制投加 63 絮凝控制技術(shù)是凈化處理的重要環(huán)節(jié)， 因此如果控制不好，既不能達(dá)到預(yù)定 的水質(zhì)要求，又導(dǎo)致藥劑的浪費(fèi)。但對(duì)受 污染的原水，易生成以三鹵甲烷為代表的鹵代有機(jī)化合物。其 次是氯作為助凝劑，其作用是采用預(yù)氯化法破壞起 干擾混凝作用的有機(jī)物，改善 混凝效果。尤其是對(duì)低 溫低濁水的處理較為有效。有機(jī)高分子絮 凝劑在我國(guó)的應(yīng)用目前僅限于高濁度水的局部地區(qū)。美國(guó)對(duì)硫酸鋁和陽(yáng)離子聚合物的組合使用越來(lái)越廣泛，因 為這不僅減少藥劑用量，降低泥量，而且還增加絮體的物理強(qiáng)度，這對(duì)高速過(guò)濾 是必需的。日本對(duì)之的應(yīng)用也只 是在硫酸鋁處理效果不理想時(shí)作為輔助方法。因而發(fā)展迅速。一般根據(jù)其作用不同分為陰離子型、陽(yáng)離子型與非離 子型。 從八十年代開(kāi)始，各國(guó)對(duì)有機(jī)高分子絮凝劑的研究與應(yīng)用非常重視。日本在給水處理中使 用 PAC 的普遍程度已超過(guò)了硫酸鋁。 無(wú)機(jī)聚合物絮凝劑有：堿式聚合氯化鋁 (PAC)，聚合硫酸鋁 (PAS)，聚合硫氯 化鋁 (PACS)以及聚合硫酸鐵 (PFS)等。引人注意 的是兩類(lèi)絮凝劑。我公司主要 使用鐵鹽絮凝劑，如三氯化鐵、硫酸亞鐵、氯化硫酸亞鐵。對(duì)于國(guó)外先 進(jìn)的自動(dòng)控制工藝，我國(guó)已開(kāi)始致力于引進(jìn)和研究。我國(guó)這方面差距較大。主要反應(yīng)在絮凝劑的品種少、質(zhì)量低?？傊?， Aquazur V 型濾池是國(guó)外具有代表性的先進(jìn)濾池中的一種，有許 多可供我們借鑒、學(xué)習(xí)之處。氣沖、水沖分別進(jìn)行。另外 Mediazur V 型濾池 與 Aquazar V 型濾池相似，適用于輕質(zhì)濾料如活性炭、無(wú)煙煤或砂、煤雙層濾 料。我國(guó)已有水廠引入該種濾池。沖洗水、掃洗 水量之和 也僅是常規(guī)沖洗水量的 1/3，所以此種濾池是一種濾速較高、生產(chǎn)能力 強(qiáng)、省水經(jīng)濟(jì)的濾池。這是一種非常有效的沖洗，避免了濾床 中結(jié)泥球。由于空氣加入使濾料相互摩擦，去除濾 料表面粘附的絮體，然后在沖洗水的作用下被帶到濾料表面，濾料表面的掃洗將 絮體掃入排水槽。表 面掃洗強(qiáng)度為 ～ 升／米 2水沖 強(qiáng)度為 ～ 升／米 2濾池在沖洗時(shí)完全不膨脹， 避免了由于水力篩分作用而使小粒徑濾料集中于上層，該濾池沖洗時(shí)，先進(jìn)行氣 沖，強(qiáng)度為 ～ 升／米 2這種濾池使用單層砂濾料，粒徑通常在 ～ 毫米，允許擴(kuò)大到 ～ 毫米， K80 不均勻系數(shù)在 ～ 之間。以節(jié)約沖洗 水量，或采用不完全膨脹沖洗。秒，使用水量很大。我國(guó)的沖洗強(qiáng)度設(shè)計(jì)多采用完全膨脹型沖洗，即沖洗時(shí) 整個(gè)濾層全部在上升水流作用下膨脹起來(lái)，呈流化狀態(tài)。 水廠的自用水主要是用于濾池沖洗，約占出廠凈水量的 5～ 7%，節(jié)約自用水 一直是給水工作者努力的目標(biāo)。其原因是加輔助 沖洗后使操作復(fù)雜，并有可能引起濾料流失。由于氣沖造成濾料間磨擦力加大，使濾池沖洗更干凈，故歐美國(guó)家采用氣 沖更為普遍。水表沖有設(shè)一層的，也 61 有在濾料層中再加設(shè)一層的。 歐美國(guó)家普通使用輔助沖洗。歐美許多新 建的濾池都有向大粒徑、深厚度方向發(fā)展。國(guó)外正在逐步走向大粒徑、深厚度的均勻?yàn)V料，如 1981 年建成投產(chǎn)的法 國(guó)圖 盧茲市大衛(wèi)水廠的濾池采用的濾料為濾徑 ～ 毫米的石英砂濾料，厚 度為 米。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的過(guò)濾設(shè) 備與我國(guó)相比在三個(gè)方面有較大改進(jìn)： ① 濾料品種、級(jí)配的改進(jìn)； ② 輔助沖洗的 普遍應(yīng)用； ③ 自用水的降低。大 型水廠多使用四閥濾池及其改型的雙閥濾池?？鞛V池的過(guò)濾機(jī)理是接觸絮凝。慢濾池出水水質(zhì)高，但生產(chǎn)效率低。最早的過(guò)濾是使用慢濾池。當(dāng)前氣浮產(chǎn)生的污泥苦于 找 不到適于我國(guó)國(guó)情的費(fèi)用低廉的污泥處理工藝和設(shè)備，而使其普及帶來(lái)困難。我國(guó)當(dāng)前在氣浮法處理工藝與先進(jìn)國(guó)家相 比差距很小，也并非表現(xiàn)在處理工藝水平上，而是污泥的處置。從給水工藝上看溶氣氣浮是一種很有發(fā)展前途的處理工 藝。所以從工藝發(fā)展來(lái)看， 60 我國(guó)與先進(jìn)國(guó)家?guī)缀跏峭竭M(jìn)行的。 1975 年英國(guó)在美國(guó)給水協(xié)會(huì)第 95 屆年會(huì)上報(bào)道了小規(guī)模 氣浮除藻實(shí)驗(yàn)。直到 60 年代美國(guó)開(kāi)始使用溶解空氣氣浮處理污水。氣浮法是一個(gè)古老的處理工 藝。相信不 久的將來(lái)也將引入我國(guó)，縮小我國(guó)在澄清池方面與先進(jìn)國(guó)家的差距。該種澄清池彌補(bǔ)了各種傳統(tǒng)澄清池的不足，具有如下 特點(diǎn)： ① 板狀澄清區(qū)有較高的上升流速 (～ 毫米／秒 )； ② 能產(chǎn)生特別濃 的回流污泥 (20～ 500 克／升 )使回流污泥量極大減少，并可以使污泥處理系統(tǒng) 省略污泥 濃縮池； ③ 可生產(chǎn)高質(zhì)量的水（濁度低于 1ntu）； ④ 和通常用的澄清池 相比，藥劑費(fèi)用節(jié)約 10～ 30%； ⑤ 運(yùn)行可靠，能耐受流量和水質(zhì)變化的沖擊； ⑥ 能用于多種水處理工藝，如飲用水凈化、水軟化、城市污水處理。第三部分為斜板澄清區(qū)，預(yù)沉降后的水在這里進(jìn)一 步去除殘留絮體 ，從而獲得高質(zhì)量的澄清水。第二部分 為預(yù)沉降部分，在這里泥水固液兩相流發(fā)生快速分離。這種澄清池從構(gòu)造功能上可以分為 三部分。 Densadeg 澄清池是將反應(yīng)、板狀增稠、澄清綜合為一體的水處理的構(gòu)筑 物，同時(shí)配以外部污泥回流和外部投藥混合組成的一個(gè)完整凈水系統(tǒng)。ment)最新研制出的 登薩代 (Densadeg) 澄清池，可以認(rèn)為是新型澄清池的代表。 59 （ 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家仍在研制新型澄清池，以進(jìn)一 步擴(kuò)大澄清池的適用范圍和得到高質(zhì) 量的濾前水。 我國(guó)現(xiàn)在建造的澄清池多為機(jī)械加速澄清池，用于中小水廠的一級(jí)處理，但有些 大型水廠也選用此種池型，如 北京新投入運(yùn)行的水源九廠（規(guī)模為 50 萬(wàn)米 3／ 日）即為該種池型。懸浮澄清和水 力循環(huán)澄清池是早期修建。加強(qiáng)斜管沉淀池的監(jiān)測(cè)和控制是我們面臨的一項(xiàng)任務(wù)。另 外，由于水在斜管沉淀池內(nèi)停留時(shí)間較短，一般約 20 分鐘至 30 分鐘，在斜管內(nèi) 停留時(shí)間僅 5～ 6 分鐘，由于停留時(shí)間短，使斜管沉淀池運(yùn)行管理要求提高，國(guó) 外先進(jìn)國(guó)家自動(dòng)化程度高，在控制上不成 問(wèn)題，既使如此，有些國(guó)家仍在規(guī)范中 明確規(guī)定斜管沉淀池必須設(shè)置完備的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，如日本。主要差距表現(xiàn)在設(shè)計(jì)參數(shù)選用偏高和監(jiān)測(cè)控制能力較差。并且在加工制作上有多項(xiàng)改進(jìn)。近年來(lái)在斜管管形 上出現(xiàn)了多種形式，有 山形 斜管、 近菱形 斜管、旋轉(zhuǎn) 30176。具體設(shè)計(jì)停留時(shí)間多長(zhǎng)為好，這需要根據(jù)國(guó)家發(fā)達(dá)程度、沉 淀后水質(zhì)指標(biāo)要求，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定，根據(jù)我國(guó)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)情，采 用 ～ 小時(shí)停留時(shí)間為好。選擇較長(zhǎng)的停留時(shí)間可以節(jié)約藥劑，提高沉淀后的 水質(zhì)，并有足夠的調(diào)節(jié)余地，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)?，F(xiàn)在隨著實(shí)踐和對(duì)高效反應(yīng)的認(rèn)識(shí)加深，又開(kāi)始 58 傾向延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，這與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的認(rèn) 識(shí)趨于一致。但我國(guó)機(jī)械反應(yīng)多為垂直軸機(jī)械反應(yīng)，國(guó)外平流沉 淀 池多為水平軸機(jī)械反應(yīng)，并采用液力無(wú)級(jí)變速式電機(jī)調(diào)頻無(wú)級(jí)變速。 (2) 絮凝反應(yīng)： 我們的反應(yīng)設(shè)備總體上和國(guó)外水平差距不大，傳統(tǒng)上的絮凝反應(yīng)多采隔板反 應(yīng)，是建立在 近壁紊流 理論基礎(chǔ)上的。而我國(guó)對(duì)混合的測(cè)試手 段和測(cè)試設(shè)備不足，直接影響混合器效果。國(guó)外先進(jìn) 國(guó)家對(duì)混合設(shè)備都作嚴(yán)格的測(cè)試，以期取得最佳混合效果。從混合設(shè)備形式上看，我國(guó)現(xiàn)有 水平不遜于國(guó)外先進(jìn)國(guó)家。 80 年代中后期加強(qiáng)混合才成為給水界最強(qiáng)調(diào)的觀點(diǎn)，因而也 陸續(xù)出現(xiàn)了多種混合設(shè)備。 二、常規(guī)處理 (1) 混合技術(shù)： 理論上早已闡明混合是絮凝的基礎(chǔ)，要求快速劇烈的混合，以促進(jìn)混凝藥劑 擴(kuò)散速度和壓縮水中膠體的雙電層，使膠體脫穩(wěn)。 (1)屬生物自然凈化方 式，單位體積生物量多，能有效縮短處理水停留時(shí) 間，設(shè)備規(guī)模小，是蜂窩式體 積的 1/5； (2)運(yùn)行時(shí)不需要曝氣和循環(huán)流，因此消耗電力少，運(yùn)行成本低； (3) 每周沖洗二、三次即可，易于維護(hù)管理； (4)因臭味去除率高，可以得到較好的 水質(zhì)。由于濾料表面有合適的凹凸面，生物附著性良好，使用空氣和 水反沖洗時(shí)生物膜也不剝離。該濾池濾速為 米／小時(shí)，共 8 57 個(gè)池子，單位面積 37 米 2，日處理水量 49500 米 3。日本大津市膳所水廠 90 年 10 月開(kāi)始建始生物接觸濾池，過(guò)濾介質(zhì)采用數(shù) 毫米孔徑的多孔陶瓷質(zhì)濾料，厚度 米。預(yù)處理去除有機(jī)物多采用預(yù)曝氣和生物化學(xué)方法，即利 用水中微生物的新陳代謝去除有機(jī)物、嗅味、氨氮。當(dāng)經(jīng)過(guò)常 規(guī)處理使有機(jī)物降到安全界線以下后再加入少量氯以控制管網(wǎng)中細(xì)菌的復(fù)蘇。那是環(huán)保工作者的任務(wù)。 對(duì)水中污染的有機(jī)物質(zhì)的控制和去除是給水工程技術(shù)面臨的重要課題 。類(lèi)似日本的調(diào)質(zhì)方法和設(shè)