自来水厂水处理工艺的应用现状及发展趋势

摘要：我国饮用水水资源总储量较多，但人均水资源占有量则处于较低水平。特别是当前随着经济的快速发展，经济发展和生态环境保护之间的矛盾越发激烈，我国各地流域内的水体都受到不同程度的污染，源水水质普遍较差，但社会发展过程中对供水需求仍然不断增加，在这种情况下，为了能够满足人们对生活饮用水的需求，自来水厂通过加强管理，提高工艺水平，从而提升出厂水质，确保水质达标。

关键词：自来水厂;水处理工艺技术;现状;发展趋势

一、当前我国水处理工艺的技术现状

自来水厂通常分为进、净、送三个环节，其中净水环节中包含混凝、沉淀、过滤、消毒四项净水工艺，通常称之为常规水处理工艺。水处理产生的污泥、污水，通过污泥处理工艺进行泥水分离。随着社会的不断发展，供水需求量的增加，老旧水厂由于工艺设施、设备老化，额定产供水能力有所下降，不能满足供水需求，需要进行更新改造，另一方面，水务部门会通过供水区域的增加，针对性的建设新的水厂，来满足供水需求量。但是，经济发展带来的副产物就是环境的破坏，从而引发源水水质恶化，相关部门通过源头治理以改善源水水质，国家针对北方水质情况，以及京津翼一体化发展布局，开展了重大水利工程，南水北调工程顺利承担起供水任务。虽然一系列的重大举措改善了源水水质，但仍然存在水质风险，所以老旧水厂的更新改造以及新水厂通过强化原水预处理以及深度处理工艺来确保水质安全。

1、原水预处理

1.1预氧化

主要采用预臭氧技术，预臭氧工程应用中，其主要目的是助凝，必要时考虑强化去除藻类、嗅味、色度和有机污染物通过溶裂藻细胞杀藻，藻体破坏后释放出的藻毒素也能部分被臭氧继续分解去除，同时臭氧对去除由于藻类分泌物产生的异臭味有一定作用，其他还会使用高锰酸盐预氧化技术及二氧化氯预氧化技术。

1.2预氯化

主要采用氯气或次氯酸钠预氯化技术。

1.3气浮

通过水中气泡粘附水中藻类，使其浮于池面，用刮渣机刮除。该方法主要去除藻类，对其他污染物无效果。

1.4生物预处理

指的是常规性的处理工艺之前，使用生物膜法，借助微生物的新陈代谢去除水中的污染物、亚硝酸氮等，令后续的常规处理工艺更加容易，减轻负担，继而有效改善饮用水整体质量水平。

2、常规处理

通常利用混凝、沉淀、过濾、消毒，四项工艺环节实现水质的净化、提升。

2.1水中含有大量以胶体形式存在的粘土颗粒。由于这些粘土颗粒一般都带有一定的负电荷，在静电的相斥作用下，这些颗粒一般不易结大而沉淀。把一定量的矾溶液按比例混合到原水中，并在混合槽和反应池中充分混合、反应，凝聚成较大颗粒的矾花的过程称为混凝。

2.2混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀，这个过程在沉淀池中进行。沉淀池多数使用平流沉淀池、高密度沉淀池、脉冲沉淀池、气浮池等。

2.3滤池滤料层去除悬浮物的过程，可分为迁移和粘附两个步骤;①迁移：就是水流所挟带的颗粒脱离水流流线，向滤料颗粒表面靠近的过程;②粘附：就是当杂质颗粒与滤料颗粒表面接近时，依靠力的作用附着于滤料颗粒表面的过程。

2.4灭活致病微生物的过程。消毒起到了保证成品水达到饮用水细菌学指标的作用，同时它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制细菌繁殖且预防污染。

3、深度处理

深度处理系统通常由臭氧发生系统和活性炭滤池组成，由臭氧发生系统制备臭氧，在活性炭滤池过滤时在池面产生生物膜，并通过物理及生物的方式吸附、降解水中的小分子有机污染物、去除色度、味和嗅等。比较多见的活性炭包括粉末活性炭以及颗粒活性炭两种类型。其中粉末活性炭大多在原水预处理中使用。

4、污泥处理

污泥处理系统通常由污泥排水池、排泥池、浓缩池、均衡池和离心脱水系统组成。水厂在正常运行时常规处理系统如滤池反冲洗、沉淀池排泥等会产生一定的污泥，通常这部分污泥通过污泥处理系统进行泥水回收、浓缩，最终实现泥水分离，离心水回用，泥饼进行无害化处理。

二、自来水厂水处理工艺的发展趋势

1、近年来我国更关注居民的用水问题，加大了研究采用臭氧氧化、活性炭吸附的深度处理技术力度，现在我国有的城市已经在水厂中选择了这种工艺，成效较好。

2、现在出现了一种膜滤法，属于一种高效分离技术，这种技术对水的处理结果非常好。实施这种工艺的时候需要选择人工合成或者天然的高分子薄膜作为介质，借助其附加能量作为推动力，实现过滤以及分离溶液的目的。除此之外，可以选择微孔精滤膜能够将水源里面的细菌以及浊度进行有效去除，可以选择超滤膜去除水源里的天然有机物或者病毒，可以选择纳滤膜去除水源中的消毒副产物和农药、镁离子、钙离子，可以选择反渗透膜去除水源里的有机物、无机离子。近几年来，由于科技、工艺的不断发展大大降低膜工艺的成本，使得生活饮用水领域也能够应用该工艺。然而，这种工艺的应用还是非常有限的，只应用于一些瓶装水处理系统或者优质水供应系统中。相信在未来膜处理技术一定会获得更大的发展，成本消耗会更低，这种工艺会更多地应用于城市水厂中，因此膜处理技术的市场前景还是非常广阔的。

3、未来水处理的发展方向可以是多元化的，往往一些概念性的处理工艺应运而生。水处理中的盐类大多是以离子（带正电或负电）的状态存在。电吸附除盐技术的基本思想就是通过施加外加电压形成静电场，强制离子向带有相反电荷的电极处移动，使离子在双电层内富集，大大降低溶液本体浓度，从而实现对水溶液的除盐。

三、结语

由于常规水处理工艺具有较强的操作性，而且实际应用中效果较为明显，技术成熟，所以目前我国自来水厂在水处理中还主要以常规水处理工艺为主。但这种处理工艺还有优化的空间，随着全面建成小康社会步伐的推进，人民对美好生活的向往，本着以人民为中心的发展思想，提升水质、提升口感成为自来水职工的首要任务，所以需要加快推动深度处理技术在自来水厂的应用，从而有效的提高水资源的利用率，确保为人民群众提供高质量的生活饮用水。

参考文献：

[1]冯运玲，戴前进，李艺，等.几种典型再生水处理工艺出水水质对比分析[J].给水排水，2011（2）：10.

[2]石连东，张开尔.水处理自动控制系统的应用现状及发展前景[J].中国给水排水，2010（22）：126.

（作者单位：天津津滨威立雅水业有限公司）

作者简介： 张皓  1985年1月 男 汉 工程师 研究方向： 水厂工艺管理。