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1、给水处理新技术摘要：由于各种污染物的排放，我国饮用水水源水质日益恶化，常规水厂的工艺已显得力不从心，因此，本文从水资源利用现状到对微污染水源水的处理技术作了简要介绍。其中重点分析了作为预处理技术的曝气生物滤池技术和作为后续处理的膜分离技术(特别是超滤技术)。在分别对这两项技术作了介绍的基础上，提出了曝气生物滤池（BAF）+常规工艺+超滤（UF）的净水工艺，指出该工艺是提高饮用水水质的最佳工艺。同时，用有机物分子量的观点对此工艺进行了深入分析。转贴于正刊论文网：http:/www.Lunwen.cm/关键词：BAF UF 微污染源水 一世界水资源现状从宇宙来看，地球是一个蔚蓝色的星球，地球的储水
2、量是很丰富的，共有14.5亿立方千米之多,其72%的表面积覆盖水。但实际上，地球上97.5%的水是咸水，又咸又苦，不能饮用，不能灌溉，也很难在工业应用，能直接被人们生产和生活利用的，少得可怜，淡水仅有2.5%是。而在淡水中，将近70%冻结在南极和格陵兰的冰盖中，其余的大部分是土壤中的水分或是深层地下水，难以供人类开采使用。江河、湖泊、水库及浅层地下水等来源的水较易于开采供人类直接使用，但其数量不足世界淡水的1%，约占地球上全部水的0.007%。 全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果9个国家的淡水资源占了世界淡水
3、资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足，其中26个国家约3亿人极度缺水。更可怕的是，预计到2025年，世界上缺水人口将增长一倍，40个国家和地区将面临淡水匮乏。我国人口众多，是世界第一人口大国，虽然我国也是水资源大国，但人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一。 二中国水污染问题形势严峻我国就是一个严重缺水的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流
4、和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。中国水资源的分布极其不均匀。大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源的1/4。北方许多大中城市因缺水造成工厂停产或限产，损失的年产值达1200亿元，南方一些城市也陆续出现水荒。目前全国600多座城市中，有300多座缺水，其中严重缺水的有108个，缺水量约为1000万吨/天左右，几百万人生活用水紧张。除了缺水，水污染问题也
5、较突出。海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江7大江河水系，均受到不同程度的污染。 万里海疆形势也不容乐观，赤潮年年如期而至。在美丽的渤海湾，浊流迸溅，海面上漂浮的油污像一柄黑色火炬要烧毁海洋里的生命。 根据2001年对我国七大水系断面监测，达到三类水质可以进入自来水厂的最低要求的仅占29。5%，而劣五类水质却高达44%；另外，我国浅层地下水资源污染比较普遍，全国浅层地下水大约有50%的地区遭到一定程度的污染，约一半城市市区的地下水污染比较严重。三水体污染 水是怎样被污染的呢？原因主要有两种：一是自然的，一是人为的。由于雨水对各种矿石的溶解作用，火山爆发和干旱地区的风蚀作用所产生的大量灰尘
6、落入水体而引起的水污染，这属于自然污染。向水体排放大量未经处理的工业废水、生活污水和各种废弃物，造成水质恶化，这属于人为污染。而人们通常所说的水污染主要是指后一种，而且也是最主要的。 1：水体受污染的过程 一般来说，水自身有自净能力。水的自净能力包括稀释扩散、沉淀堆积、氧化还原以及水中微生物对有机物的分解等。大体可以分四段：第一为污染段，由于大量污染物混入，河流水质恶化，水中溶解氧极少，除了细菌以外，其它生物较少，特别是几乎不存在自氧性生物；第二是分解段，分解有机质的生物逐渐繁殖，生物分解活动激烈，大量消耗溶解氧，鱼类难以生存，出现藻类和需氧较低的原生生物等，而在生化需氧量逐渐降低后，水中溶解
7、氧又逐渐增加；第三为恢复段，藻类、鱼类和其它大型生物重新又活泼起来，水质逐渐变清；第四为清水段，溶解氧接近饱和，水质清洁，自净过程到此完成。 2：水体受污染的原因 人类生产活动造成的水体污染中，工业引起的水体污染最严重。如工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。 工业废水，是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别，即使是同类工厂，生产过程不同，其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外，固体废物和废气也会污染水体。 农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松，在
8、土壤和地形还未稳定时降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的悬浮物。 还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收，其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨，经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。 城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水，它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。 世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里，而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。 3：水体污染对人类的危害 常见的饮用水水质
9、项目对人体健康的影响 铅: 对肾脏、神经系统造成危害，对儿童具高毒性，致癌性已被证实 镉: 对肾脏有急性之伤害 砷: 对皮肤、神经系统等造成危害，致癌性已被证实 汞: 对人体的伤害极大，伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统 硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病，婴儿的影响最为明显(蓝婴症)，具致癌性 总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大，致癌性方面最常发生的是膀光癌 三氯乙烯（有机物）: 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能，长期暴露对肝脏有害 四氯化碳（有机物）: 对人体健康有广泛影响，具致癌性，对肝脏、肾脏功影响极大 近年来美国环境保护署（EPA）针对1971-1994年
10、间由水所引起的疾病进行一项调查，在740件案例中，其中因原生动物所引起共148件，共有448,486人因而致病，是所有原因中最高者。研究发现，原生动物种类中以隐孢子虫及梨形鞭毛虫二种需要特别注意，最常出现在游憩风景区及畜牧养殖地区，其中又以养猪、养鸭二种最多。统计也显示，23年内所造成的死亡病例共89件，而原生动物造成的死亡案例高达70件。 对于原水中越来越多的污染物质，经给水处理常规工艺处理过的原水已不能满足饮用水质的要求。四给水处理工艺流程给水处理工艺流程是按水源水质和供水水质的要求所设计的给水处理流程。给水处理的任务是根据国家的建设方针，水源水质，处理规模和用户对水质的要求通过调查、分析
11、和比较，必要时，还需进行试验研究以决定所采用的处理方法和流程。通常选用的给水处理方法有：为去除水中悬浮物质的混凝、沉淀、过滤、消毒等；为改变水的温度的冷却等。上述各种方法可根据处理任务单独使用或组合成处理流程使用。水处理方法和工艺流程简介 一、给水处理 （一）给水处理的基本方法 1去除水中的悬浮物：混凝、澄清、沉淀、过滤、消毒 2变革水中溶解物质：减少、调整 如软化、除盐、水质稳定 3降低水温：冷却 4去除微量有机物 （二）常规处理工艺 以没有受到污染的地面水源为生活饮用水水源时： 原水混凝沉淀过滤消毒饮用水 以去除浊度、满足卫生学标准。 地面水源水质：杂质多、含盐量较低。原水-混凝、沉淀或澄
12、清-过滤-消毒一般地表水处理流程，适用于浊度小于3mg 每L的河流水五微污染水源和饮用水中能够测得的微量污染物质的种类也不断增加，人们在饮用水的水质净化中又碰到了新问题。针对源水中出现的新污染问题，人们就开始着手对水质净化的新技术进行了研究，并且已经有很多技术在实际生产中应用，取得了较好的效果。由于工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大，人们在生活和生产过程中排放出来的污染物对源水水质的污染已经愈演愈剧，源水受污染的程度越来越严重，水中有机物质逐渐增多。从20世纪60年代以来，不少地区饮用水水源水质日益恶化。由于各种污染物的排放，我国饮用水水源水质日益恶化，常规水厂的工艺已显得力不从心。因此，
13、下面对微污染水源水的处理技术作了简要介绍。六微污染原水处理1 物理技术11吹脱 吹脱是利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异，将挥发性组分不断由液相扩散到气相中，达到去除挥发性有机物的目的。吹脱法具有费用低、操作简单的优点，但对难挥发的有机物去除效果差。对于含有可挥发性化合物的污染原水，用填料塔进行曝气吹脱是一种行之有效的方法。1.2吸附 吸附处理技术是指利用物质强大的吸附性能来去除水中污染物的技术。目前用于水源水处理的吸附剂有活性炭（AC）、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、离子交换树脂，其中用得最多的是对水中有机污染物和臭味有较强吸附作用的疏水性物质活性炭。 1.3膜过滤技术
14、膜分离法是新兴的高分离、浓缩、提纯、净化技术，是用天然或人工合成高分子薄膜做介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分溶液进行过滤分离、分级提纯和富集的物理处理方法。2 化学技术21 预氧化技术 预氧化技术是指向原水中加入强氧化剂，利用强氧化剂的氧化能力，去除水中的有机污染物，提高混凝沉淀效果。常用的氧化剂有氯气、臭氧和高锰酸钾等。 22 光化学氧化法 光化学氧化法是在化学氧化和光辐射的共同作用下，使氧化反应在速率和氧化能力上比单独的化学氧化、辐射有明显提高的一种水处理技术。光氧化法均以紫外光为辐射源，同时水中需预先投入一定量氧化剂如过氧化氢，臭氧或一些催化剂，如染料、腐殖质等。它对
15、难降解而具有毒性的小分子有机物去除效果极佳，光氧化反应使水中产生许多活性极高的自由基，这些自由基很容易破坏有机物结构。属于光化学氧化法的如光敏化氧化，光激发氧化，光催化氧化等。 3 生物预处理技术生物预处理是指在常规的净水工艺之前增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，对水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸盐及铁、锰等无机污染物进行初步去除，这样既改善了水的混凝沉淀性能，也减轻了常规处理和后续处理过程的负荷。另外，通过可生物降解的有机物的去除，不仅减少了水中“三致”物前体物的含量，也减少了细菌在配水管网中重新滋生的可能性。用生物预处理代替常规的预氯化工艺，不仅起到了预氯化作用相同的效果，而且避免了由预氯化引起的卤代有机物的生成，这对降低水的致突变活性，控制三卤甲烷物质的生成是十分有利的。七主要的给水处理新技术及其优缺点1.电渗析技术优点：电渗析器结构简单，主要部件有阳、阴离子交换膜，塑料隔板，电极三部分。组装形式一般采用正电极一阳膜一隔板一阴膜一隔板一阳膜一一阴膜一隔板一阳膜一负电极排列顺序。电渗析中，一对电极之问的膜堆称为“一”级，一级中水流方向相同的膜对称为“段”，在一台电渗析中级、段可以有并联，串电渗析的主要优点是不需要消耗化学药品，设备简单，操作方便。缺点：运行过程中阴极和膜上容易结垢，从而
