水的預(yù)處理技術(shù)和強(qiáng)化混凝
一、水的預(yù)處理技術(shù)
預(yù)處理通常是在常規(guī)處理工藝前面，采用適當(dāng)物理、化學(xué)和生物的處理方法，對(duì)水中的污染物進(jìn)行初步去除，同時(shí)可以使常規(guī)處理更好地發(fā)揮作用，減輕常規(guī)處理和深度處理的負(fù)擔(dān)，發(fā)揮水處理工藝整體作用，提高污染物的去除效果，改善和提高飲用水水質(zhì)。
預(yù)處理方法按對(duì)污染物的去除途徑不同可分為氧化法和吸附法。氧化法有可分為化學(xué)氧化法和生物氧化法。
1.化學(xué)氧化預(yù)處理技術(shù)
二氧化氯和過氧化氫對(duì)濁度、藻類、細(xì)菌及大腸菌群均有較好的去除作用,而且氧化氯、過氧化氫均不會(huì)與水中有機(jī)物反應(yīng)形成鹵代烴和氯酚,而預(yù)氯化會(huì)增加水中三氯甲烷的含量,且鹵代烴的生成量隨投氯量增加而增高,對(duì)居民的健康不利。
二氧化氯和過氧化氫在水中殘余量較高,可維持更長的消毒殺菌效果,以防止管網(wǎng)細(xì)菌的二次污染。
二氧化氯及過氧化氫均可作為水處理中的預(yù)氧化劑,但從成本考慮,二氧化氯成本太高,不宜推廣和普遍使用,而過氧化氫成本與傳統(tǒng)的氯氣相當(dāng),因此過氧化氫作為預(yù)氧化劑取代氯氣將具有很大的應(yīng)用前景。
氯氣預(yù)氧化。預(yù)氯化導(dǎo)致大量鹵化有機(jī)污染物的生成,且不易被后續(xù)的常規(guī)處理工藝去除,因此可能造成處理后水的安全性下降。因此預(yù)氯化氧化處理應(yīng)慎重采用。
高錳酸鉀氧化。有機(jī)物在經(jīng)高錳酸鉀氧化后的氧化產(chǎn)物中,有些是堿基置換突變物,它們不易被后續(xù)常規(guī)工藝所去除,在組合工藝出水氯化后,這些前體物轉(zhuǎn)化為致突變物,使水的致突變活性有較大的增加。
紫外光氧化預(yù)處理的組合工藝不但不能降低水的致突變活性，而且光解作用還產(chǎn)生了一些移碼突變物與堿基置換突變物的前體物，因這邊前體物在常規(guī)處理中不易被去除，從而使組合工藝出水氯化后的致突變活性有一定程度的增加。
臭氧預(yù)處理雖然對(duì)水中移碼突變物有部分去除效果，但對(duì)堿基置換突變物沒有明顯的處理能力而且部分臭氧產(chǎn)物不易被常規(guī)處理去除。出水氧化后的致突變活性與原水相比有較高的上升。因此臭氧只能用于工業(yè)用水，不能用于飲用水。
2.生物氧化預(yù)處理技術(shù)
污水處理中常用生物法去除懸浮的和溶解性的有機(jī)物(如BOD5、氮和磷等)是十分有效和經(jīng)濟(jì)的。給水生物處理的主要對(duì)象是水中的有機(jī)物、氮、鐵和錳等。
(1) 總有機(jī)碳及其危害地下水總有機(jī)碳(TOC)一般在0.1~2mg/L之間,而地表水則是1~20mg/L。給水中的大量總有機(jī)碳通常源于水源中腐殖質(zhì),包含有復(fù)雜的高分子多環(huán)芳香族化合物,它在水中的存在使顆粒穩(wěn)定,是決定混凝劑用量及顆粒活性炭吸附器設(shè)計(jì)的主要因素。
(2) 氮及其危害氮在原水中以有機(jī)氮、氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽存在,它們存在于飲用水中均是不利的,有機(jī)氮通常被生物氧化為氨氮,亞硝酸鹽不穩(wěn)定,在天然水中很少發(fā)現(xiàn)。
① 氨。飲用水氨氮的濃度很少超過3ng/L,我國一些河流中氨氮濃度在0.17~4.4lmg/L。冬天硝化作用減弱時(shí)地面水氨氮濃度有季節(jié)性增高。氨氮濃度0.25mg/L就足以使硝化菌生長,而由硝化菌和氨釋放出來的有機(jī)物會(huì)造成嗅味問題。氨形成氯胺也要消耗大量的氯,降低消毒效率
② 硝酸鹽。地表水中的硝酸鹽濃度一般小于5mg/L。地下水中硝酸鹽濃度一般較高,我國北方某城市地下水硝酸鹽濃度競達(dá)21mg/L。
③ 鐵和錳地下水中的鐵濃度通常是1.0~10mg/L,個(gè)別可高達(dá)30mg/L。在pH值5~8的含氧地面水中,其濃度一般在0.05~0.2mg/L,堿度低的厭氧水域中鐵離子的濃度可高達(dá)50mg/L。亞鐵和鐵離子均能與有機(jī)分子如腐殖質(zhì)鞣酸形成絡(luò)合物。錳在自然水域中比鐵少,在低pH值和中性pH值條件下,溶解錳的形式是Mn(Ⅱ)。錳濃度一般在0.13.0mg/L之間,個(gè)別可高達(dá)10mg/L。
含鐵、錳較髙的飲用水會(huì)使水產(chǎn)生紅褐色以至出現(xiàn)沉淀物,會(huì)使被洗滌衣物著色,并有金屬味;另外,含鐵、錳過高的水容易使鐵、錳細(xì)菌大量繁殖,堵塞、腐蝕管道。
生物預(yù)處理技術(shù)的目的就是去除那些常規(guī)處理方法不能有效去除的污染物,如可生物降解的有機(jī)物,人工合成的有機(jī)物和氨氮、亞硝酸鹽氮、鐵和錳等。生物處理**是作為預(yù)處理設(shè)置在常規(guī)處理工藝的前面,這樣既可以充分發(fā)揮微生物對(duì)有機(jī)物去除作用,又可以增加生物處理帶來的飲用水可靠性,如生物處理后的微生物、顆粒物和微生物的代謝產(chǎn)物等都可以通過后續(xù)處理加以控制。
飲用水的生物處理在歐洲應(yīng)用較普遍,我國目前正處在推廣應(yīng)用階段。采用的反應(yīng)器全是生物膜型的。
