城市饮用水处理领域的科技发展问题探讨

时间：2007-04-26 来源：作者：

　　饮用水中微量有机污染物对人体危害大，但难于去除。特别是高稳定性的溶解性有机污染物，如卤代有机物、硝基化合物、多环芳烃等，对人体危害较大。传统给水处理工艺对这些有机微污染物的去除效果有限，迫切需要研究开发经济高效的微污染物去除技术。

　　水中藻类一般带负电，具有较高的稳定性，难于混凝，严重地影响给水处理效果；藻类比重小，沉淀效果差；藻类在代谢过程中产生多种嗅味，对水的感官性状产生直接影响；某些藻类尺寸很小，可穿透滤池进入到给水管网中，影响管网内水质；藻类是典型的氯化消毒副产物前驱物质，在后续消毒过程中与氯作用生成多种有害副产物，增加水的致突变活性；某些藻类(如蓝藻)能产生藻毒素，对人体和动物构成威胁，其中有些藻毒素是肝毒素和神经毒素。此外，藻类会粘附在滤料表面，使滤池过滤周期显著缩短，造成滤池频繁反冲洗；

　　有机成分对胶体产生严重保护作用，影响混凝效果，导致耗药量显著增加，水中铝的剩余浓度升高。

　　水处理过程中引入的一些副产物(如聚丙烯酰胺中的单体等)，也会对饮用水水质产生不良影响。在氯化消毒过程中产生的多种卤代有机副产物对人体危害较大，是饮用水中重点控制的副产物。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与原水中较高浓度的有机污染物直接作用，生成的氯化消毒副产物浓度会更高。

　　消毒一直是给水处理中最为重要的环节。消毒效果不佳将造成流行病爆发，特别是甲第虫、隐孢子虫等致病原生动物的灭活，是目前消毒技术研究的关键问题。

　　我国生活饮用水水质标准过低，明显低于发达国家。没能够动态地、及时地、科学地对饮用水水质标准进行系统研究，并及时地对标准作出补充。企业对于工艺技术更新的积极性不高，科技投入低，处理工艺相对落后，难以保障良好的饮用水水质。

　　一般除污染工艺设备投资较大，由于受资金限制，难以大规模地采用昂贵的除污染工艺，这也是目前我国饮用水质量偏低的主要原因，急迫需要研究与发展适合我国国情、易于在我国推广应用的安全与优质饮用水处理技术。

3. 国内外城市饮用水处理技术发展现状与趋势分析

　　我国饮用水源污染严重，但绝大多数城市水厂采用的是传统的常规给水处理工艺，其主要功能是除浊、除色和杀菌，对水中溶解性有机污染物的去除作用有限。国内外近些年来发展了一些受污染水的净化处理技术，主要可分为吸附法、氧化法、生物法、膜法等几大类方法。

　　活性炭吸附是一种较早地被应用于生产的除微污染技术，其原理是利用活性炭巨大的比表面积吸附水中的有机污染物。活性炭可分为粒状炭与粉状炭两种形式。粒状活性炭的使用通过活性炭滤床实现，将其置于砂滤后或者取代现有砂滤床。受污染的水经过活性炭滤床后，有机污染物被截留在活性炭滤床中。但由于我国水源污染较重，活性炭使用不久便饱和、失效，水体污染严重时活性炭只能运行几周时间。活性炭的吸附性能可以通过再生得到恢复，但更换活性炭频繁、再生费用很高。粉末活性炭在应用中基建与设备投资较低，使用灵活方便。但活性炭难以回收，使用过程中运行费用较大，仅在污染严重时期使用。近些年来，人们将粉末活性炭预涂到某些载体上，提高了粉末活性炭利用率，也提高了有机污染物的去除效率。

　　粉状活性炭在运行过程中可逐渐地形成生物活性炭，微生物不断对吸附在活性炭表面的有机污染物进行生物降解，从而可以有效地延长活性炭的使用周期。预氧化可以提高有机污染物的可生化性，延长活性炭使用周期。

　　氧化工艺一般除污染效果好、适应面广，应用得相对较多。氧化除污染方法是利用强氧化剂分解水中的有机污染物。目前能够用于给水处理的氧化剂主要有氯、二氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢和臭氧，它们在标准状态下的氧化还原电位分别为1.36V、1.50V、1.69V、1.77V和2.07V。

　　显然，臭氧在可用于给水处理的几种氧化剂中具有最高的氧化还原电位(氧化电位Eo = + 2.07 V)，因而具有最强的氧化性，对水质的适应能力强，目前已被发达国家较多地应用于给水处理中。臭氧能使水中多种有机污染物氧化破坏，但仅能使水中含有不饱和键或者部分芳香类的有机污染物氧化分解，相当多的稳定性有机污染物(如农药、卤代有机物和硝基化合物等)难以被氧化分解。虽然臭氧氧化技术在我国也进行了多年的研究工作，但由于投资很大、运行管理费用很高，在我国一直难以推广应用。

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