(5)气浮法：气浮处理工艺是净水一级处理的另一种形式。气浮法是一个古老的处理工艺。最早的气浮专利产生于1864年，以后的应用一直集中于冶金选矿。直到60年代美国开始使用溶解空气气浮处理污水。我国于60年代末建起了第一批气浮池用于处理含油污水。1975年英国在美国给水协会第95届年会上报道了小规模气浮除藻实验。79年10月英国在白雾桥水厂建成英国第一座溶气气浮池作为给水的处理设施；我国也于79年4月建起了溶气气浮池。所以从工艺发展来看，我国与先进国家几乎是同步进行的。近年我国的成都市建起了处理规模达20万米3／日的大型气浮池。从给水工艺上看溶气气浮是一种很有发展前途的处理工艺。它有许多优点：①在池中停留时间短，一般为15～30分钟，因而处理效率较高；②能有效地处理低温低浊水；③能较好地解决除藻问题；④能对被有机物污染水体起曝气作用；⑤气浮法产生污泥含水率(90～95%)比沉淀池(95～99.8%)的低得多；⑥池子结构简单，造价低。我国当前在气浮法处理工艺与先进国家相比差距很小，也并非表现在处理工艺水平上，而是污泥的处置。国外有较完善的污泥处理手段和设备，对气浮法产生的污泥处理不成问题，而我国由于国情所致，给水厂的污泥处理还处于未起步阶段，沉淀池产生的污泥一般多重新排入水体，而气浮法产生的污泥则不能排入水体，必须进行处理。当前气浮产生的污泥苦于找不到适于我国国情的费用低廉的污泥处理工艺和设备，而使其普及带来困难。

　　(6)过滤：过滤在水处理上一般称为二级处理，通常是设于沉淀、澄清、气浮等一级设备之后，用来进一步降低水中浊度。最早的过滤是使用慢滤池。这是利用生物膜过滤工艺。慢滤池出水水质高，但生产效率低。当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率。快滤池的过滤机理是接触絮凝。快滤池发展历史已百余年，创造出多种池型，有四阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池。从滤料上看，使用单层砂滤料和砂、煤双层滤料的较多，三层滤料及三层以上滤料应用较少。国外先进国家的过滤设备与我国相比在三个方面有较大改进：①滤料品种、级配的改进；②辅助冲洗的普遍应用；③自用水的降低。滤料品种和级配的改进方面，我国使用的砂滤料，粒径一般在0.45～1.1毫米，不均匀系数K80一般选在1.6～2.0，无烟煤滤料一般作为双层滤池的轻质滤料，粒径多为1.0～2.0，不均匀系数K80多为2.0左右。国外正在逐步走向大粒径、深厚度的均匀滤料，如1981年建成投产的法国图卢兹市大卫水厂的滤池采用的滤料为滤径1.0～1.4毫米的石英砂滤料，厚度为1.1米。美国86年投产的被给水工程界誉为优秀设计的洛杉矶水厂的滤池采用的滤料为直径1.5～2.2毫米的无烟煤滤料，厚度高达1.83米。欧美许多新建的滤池都有向大粒径、深厚度方向发展。我国近年来也有这种趋势，但象洛杉矶水厂那样大胆采用单层煤滤料尚未见到。

　　欧美国家普通使用辅助冲洗。有水表冲和气冲两种。水表冲有设一层的，也有在滤料层中再加设一层的。气冲则有采用"丰"字形管布气，也有用长柄滤头布气的。由于气冲造成滤料间磨擦力加大，使滤池冲洗更干净，故欧美国家采用气冲更为普遍。我们水表冲早有应用，气冲也有使用，但不普遍。其原因是加辅助冲洗后使操作复杂，并有可能引起滤料流失。随着自动控制的发展，我国的辅助冲洗会逐步普及。

　　水厂的自用水主要是用于滤池冲洗，约占出厂净水量的5～7%，节约自用水一直是给水工作者努力的目标。对于可作饮用水源的水越来越少，节约冲洗水量的意义更显得日益突出。我国的冲洗强度设计多采用完全膨胀型冲洗，即冲洗时整个滤层全部在上升水流作用下膨胀起来，呈流化状态。强度为13～15升／米2·秒，使用水量很大。国外近年开始搞大粒径滤料的不膨胀冲洗。以节约冲洗水量，或采用不完全膨胀冲洗。

　　法国德克雷蒙水处理公司的专利--Aquazur　V型滤池是一种比较先进的滤池设计。这种滤池使用单层砂滤料，粒径通常在0.95～1.35毫米，允许扩大到0.7～2.0毫米，K80不均匀系数在1.2～1.6之间。滤料层厚度在1.0～1.5米之间，冲洗时采用水冲洗、气冲洗和表面扫洗相结合。滤池在冲洗时完全不膨胀，避免了由于水力筛分作用而使小粒径滤料集中于上层，该滤池冲洗时，先进行气冲，强度为13.9～16.7升／米2·秒。水冲强度为3.6～4.2升／米2·秒。表面扫洗强度为1.4～2.2升／米2·秒。由于空气加入使滤料相互摩擦，去除滤料表面粘附的絮体，然后在冲洗水的作用下被带到滤料表面，滤料表面的扫洗将絮体扫入排水槽。然后停止气冲，冲洗水继续对滤料进行漂洗，把残留絮体进一步带出滤料表面，被扫洗水带入排入槽。这是一种非常有效的冲洗，避免了滤床中结泥球。冲洗水仅为常规冲洗水量的1/4，大大节约了清洁水的使用量，表面冲洗所用的水为未经过滤的滤前水，所以扫洗时不加重滤池负担。冲洗水、扫洗水量之和也仅是常规冲洗水量的1/3，所以此种滤池是一种滤速较高、生产能力强、省水经济的滤池。在世界上也是比较先进的。我国已有水厂引入该种滤池。如南京市上元门水厂10万吨扩建工程即引入该池种。另外Mediazur　V型滤池与Aquazar　V型滤池相似，适用于轻质滤料如活性炭、无烟煤或砂、煤双层滤料。只不过是滤料厚度、冲洗顺序作了调整。气冲、水冲分别进行。这里就不详叙了。总之，Aquazur　V型滤池是国外具有代表性的先进滤池中的一种，有许多可供我们借鉴、学习之处。

三、絮凝剂和絮凝控制技术

　　给水处理中，在絮凝药剂投加控制和絮凝剂的使用方面，我国还处于一般水平。主要反应在絮凝剂的品种少、质量低。在国外，特别是作为原水调质而采用的助凝剂较为普遍。我国这方面差距较大。在药剂自动投加方面，大部分水厂正处于起步阶段。对于国外先进的自动控制工艺，我国已开始致力于引进和研究。

　　1、絮凝剂和助凝剂的使用情况

　　目前国内外大部分净水厂采用的絮凝剂仍铝盐和铁盐最为普遍。我公司主要使用铁盐絮凝剂，如三氯化铁、硫酸亚铁、氯化硫酸亚铁。

　　近几年来，国外正研制和开发应用新型高效絮凝剂方面进展很快。引人注意的是两类絮凝剂。一类是无机聚合物絮凝剂；另一类为有机高分子聚合物絮凝剂。

　　无机聚合物絮凝剂有：碱式聚合氯化铝(PAC)，聚合硫酸铝(PAS)，聚合硫氯化铝(PACS)以及聚合硫酸铁(PFS)等。其中最有代表性的PAC和PAS具有对原水水质变化适应性广，混凝净化效果好，药剂成本低等特点。日本在给水处理中使用PAC的普遍程度已超过了硫酸铝。据有关资料介绍我国也有部分水厂应用。

　　从八十年代开始，各国对有机高分子絮凝剂的研究与应用非常重视。目前应用最多的是聚丙烯酰胺类。一般根据其作用不同分为阴离子型、阳离子型与非离子型。有机高分子絮凝剂具有用量少、絮体大、污泥少等优点。因而发展迅速。但对其毒性，各国学者看法不一，在饮用水中使用需慎重。日本对之的应用也只是在硫酸铝处理效果不理想时作为辅助方法。英、美国家对高分子絮凝剂的使用做了最大用量的规定。美国对硫酸铝和阳离子聚合物的组合使用越来越广泛，因为这不仅减少药剂用量，降低泥量，而且还增加絮体的物理强度，这对高速过滤是必需的。阴离子型和非离子型聚合物也常用作助凝剂和助滤剂。有机高分子絮凝剂在我国的应用目前仅限于高浊度水的局部地区。我国目前采用的主要助凝剂是无机活化硅酸，其作用是增加絮凝剂的骨架强度，改善絮体结构。尤其是对低温低浊水的处理较为有效。我国使用该种助凝剂已有四十多年的历史和经验。其次是氯作为助凝剂，其作用是采用预氯化法破坏起干扰混凝作用的有机物，改善混凝效果。同时用氯将硫酸亚铁氧化为高价铁，提高混凝剂的净化效果。但对受污染的原水，易生成以三卤甲烷为代表的卤代有机化合物。该类物质具有致突变活性，因此有待于深入分析和研究。

　　2、絮凝剂的控制投加

　　絮凝控制技术是净化处理的重要环节，因此如果控制不好，既不能达到预定的水质要求，又导致药剂的浪费。我们目前大部分净化水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与经验投加相结合的方式，人工操作投加。该方法的缺点是不能满足连续运行的需要，也就不能随水质水量的变化而及时调整投加量。同时由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中的水力条件差距较大，因此提供的投加率仅能作为实际投加的参考值，不仅不准确，还带来检验投加效果的滞后性。为了解决这些问题，近几年来我国有的水司研究应用模拟滤池法控制混凝药剂的投加，结果表明可达到自动控制投加，及时调整药剂之目的，可节约药剂10～20%。但由于模拟水力条件和生产实际的差距，必须及时修正相关关系，否则将影响投加准确性。当前国外贷款项目基本采用该种方法，国内应用尚不广泛。

　　在药剂自动投加控制方面国内还先后研究与应用过建立前馈数学模型实现计算机自动控制投加。基本控制参数有原水浊度、水温、PH值或碱度、氨氮、耗氯量、水量等6项。基本达到根据原水水量及水质变化及时准确改变投加量。在此基础上又发展出建立前馈与后馈数学模型实现计算机优化自动控制系统。该方法是在前馈数学模型的基础上，又根据沉淀池出水与滤池出水浊度建立后馈控制的数学模型。这是国内外比较先进的优化自动控制方法。上述建立数学模拟法的关键是要建立实用可靠的数学模型和采用多种准确可靠的连续传感器与投加设备。由于国内连续检测仪表与投加设备质量不过关以及在建立数学模型方面所需原始资料准确程度的差异和内容的短缺，使该项技术实施比较困难，不能得到广泛的应用。

　　目前国外投药控制发展趋势已由多参数控制向单因子控制方向发展，因为单因子控制不要求建立较复杂的数学模型，连续检测传感器单一，管理维护方便。近几年来这一技术发展很快，出现了流动电流投药控制系统和絮凝控制在线检测仪（也称Eloo-nate连续探测器）。

　　流动电流(SCD)投药控制系统是国际上八十年代开始应用的一项新技术，它是传统技术上的一个发展，是混凝投药控制技术的重大突破。该技术是依据混凝理论而产生的。混凝理论认为向原水中投加絮凝剂，使水中胶体杂质脱稳，调节混凝剂的投加量改变胶体的脱稳程度，使之利于后续沉淀。而描述胶体脱稳程度的重要指标是ζ电位，以ζ电位为因子控制混凝剂则成为一种根本性的控制方法。而投药后水体剩余絮凝颗粒的流动电流与ζ电位呈线性相关，因此测其流动电流能克服测ζ电位的困难，并能反映水体中胶体的脱稳程度。此项技术是由美国的Gerdes于1966年发明的，并开始了对流动电流控制混凝投药的研究。直至1982年在美国将超声波技术应用于流动电流检测器，成功地解决了传感器表面的清洗和微粒"膜"及时更换问题，使该技术趋于完善与实用化。目前美国、英国已有数百家水厂应用流动电流技术控制混凝收到良好效果。从美国对该技术的一项调查表明，原水浊度在10～5000ntu变化，水量变化范围最低为10%，最高达100%时应用该技术收到良好的混凝效果，平均节约药剂15～30%，证明该技术是成功的。流动电流(SCD)探测器的使用方法是按生产要求的沉淀水浊度确定一个流动电流值。称为控制系统给定值，计算机控制中心将流动电流的实测值与给定值比较，据此调整投药装置的运行工况，从而改变混凝剂的投量，最终取得具有理想沉后浊度的水。但该仪器在取样系统的可靠性上存在较多的问题。主要是由于取样管堵塞造成的，此外需要定期检查与调整SCD控制给定值，使之始终处于最佳状态。其次该方法对于采用有机阴离子高分子絮凝剂时是不适用的。