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飲用水處理工藝改革方向

發(fā)布時間： 2016-03-31　　點擊次數(shù)： 2117次

飲用水處理工藝改革方向
★以混凝—沉淀—過濾—消毒為主導的飲用水凈化工藝已應用百年，為保護人類健康做出了巨大貢獻。然而，面對水質污染提出的新問題、科技進步所提供的新機遇，我們在認真思考：飲用水凈化工藝該向何方？考慮處理工藝的清潔性、能耗和藥耗zui大程度減少的可行性、保障健康安全的可靠性，未來水處理工藝創(chuàng)新應重點關注三方面：標準與效應協(xié)同調控的安全工藝、廠外凈化與廠內處理耦合的簡捷工藝、不用或少用化學藥劑的清潔工藝。

標準與效應協(xié)同調控的安全工藝
保障飲用水的健康安全，要求水廠出水不僅達到水質衛(wèi)生標準，還必須不具有可導致效應的毒性。為此，下一代凈水廠將突破現(xiàn)有的以有限指標為依據(jù)的水質評價和調控方法的局限，建立標準與效應協(xié)同調控的水質安全保障新工藝。其基本內涵是，將水質標準和關鍵毒性指標作為同等重要的判據(jù)，在技術選擇、工藝設計和過程調控時，以毒性水平作為決定性的關注因素和工藝各環(huán)節(jié)安全性的核心評價指標。依此判斷，如果達到飲用水衛(wèi)生標準并無毒性效應，那便可認為工藝是合理的、水質的健康安全是可靠的；如果未達標準或有毒性效應，則需要進行問題診斷和技術改造，只有達到了水質標準與毒理效應同樣的滿意程度，才可以被認為是具有水質健康保障的安全工藝。與此同時，輸配水過程的毒性水平也被納入供水安全的控制目標?；谶@樣的考慮，飲用水處理技術創(chuàng)新和工藝改革必將以風險控制為核心目標，未來的凈水廠也必將是保障水質安全的健康工廠。

廠外凈化與廠內處理耦合的簡捷工藝
在研究與實踐中人們深刻認識到，飲用水處理新技術的運用一定要依據(jù)經濟和適用的原則，能以zui少單元、zui短流程、*來獲得*水質，才可以被認為是上等工藝，才是未來凈水廠的主導技術模式。減少廠內處理負荷和簡化處理流程的有效措施之一，就是強化廠外設施的水質凈化功能。其中，將原水輸送管道作為反應器有針對性地去除目標污染物，可取得事半功倍的效果。以藻去除為例，很多原水每升含數(shù)千萬至上億個藻細胞，如果單純依靠廠內處理，不僅增加較大規(guī)模的處理設施、提高處理成本，而且處理后藻細胞濃度仍在每升幾十萬以上。研究及現(xiàn)場試驗結果表明，如果在取水口投加少量氧化劑致藻失活，并及時用特定還原劑終止反應，即可控制進一步氧化所導致的胞內有機物流出及二次污染。同時，氧化還原過程生成具有高比表面積、豐富羥基和高吸附活性的納米氧化物，可吸附失去活性的藻細胞并攜其進入水廠，之后通過常規(guī)混凝沉淀即可輕易去除。該方法不需在廠內新增處理單元和設施，只在取水口設置簡易投藥設備。結果證明，整個過程簡單可控，束縛了藻細胞的納米氧化物既不會附著于輸水管(或渠)壁也不會在途中下沉，投資和運行成本低、工藝簡捷、水質安全（不增加消毒副產物和水質毒性）。同樣的方法還可用于消毒副產物前驅體去除、消毒副產物與耗氧有機物同時達標、高藻/有機微污染水協(xié)同處理等，在常規(guī)凈水工藝改造中應用潛力巨大。

不用或少用化學藥劑的清潔工藝
多數(shù)凈水廠大量使用絮凝劑、氧化劑等化學藥劑，鋁殘留、消毒副產物等二次污染成為水質健康風險的主要成因。因此，不用或少用化學藥劑的清潔技術必將成為未來水處理廠工藝改革的主流方向。近年來，國內外結合膜技術的應用對簡化凈水工藝開展了卓有成效的研究，zui有代表性的是荷蘭科學家Walter提出的河床過濾與膜法結合的短流程工藝。該工藝利用輸水河床的地下過濾及生物氧化作用，去除了大部分微生物、微量有機物、重金屬、營養(yǎng)鹽、臭味等，使水質得到顯著改善。1995~2005年間，荷蘭就采用了河床過濾-廠內快速砂濾-活性炭吸附的簡捷工藝，2005年又增加了軟化處理以改善口感。Walter等人的短流程凈水方案是用反滲透代替原來的快濾和軟化處理，膜出水只作簡單的pH調節(jié)而不用消毒即成為直接飲用水，所涉及的主體處理環(huán)節(jié)不投加任何化學藥劑，出水水質安全適口。該工藝也是廠外凈化與廠內處理的*，計劃在2017年建成投產?？梢灶A期，材料、信息等技術的快速發(fā)展必將為飲用水處理提供更多和更可靠的短流程設計選擇，不投加或少投加化學藥劑的清潔工藝必然成為未來水處理廠的主導概念。

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