水的预处理技术和强化混凝

一、水的预处理技术

预处理通常是在常规处理工艺前面，采用适当物理、化学和生物的处理方法，对水中的污染物进行初步去除，同时可以使常规处理更好地发挥作用，减轻常规处理和深度处理的负担，发挥水处理工艺整体作用，提高污染物的去除效果，改善和提高饮用水水质。

预处理方法按对污染物的去除途径不同可分为氧化法和吸附法。氧化法有可分为化学氧化法和生物氧化法。

1.化学氧化预处理技术

二氧化氯和过氧化氢对浊度、藻类、细菌及大肠菌群均有较好的去除作用,而且氧化氯、过氧化氢均不会与水中有机物反应形成卤代烃和氯酚,而预氯化会增加水中三氯甲烷的含量,且卤代烃的生成量随投氯量增加而增高,对居民的健康不利。

二氧化氯和过氧化氢在水中残余量较高,可维持更长的消毒杀菌效果,以防止管网细菌的二次污染。

二氧化氯及过氧化氢均可作为水处理中的预氧化剂,但从成本考虑,二氧化氯成本太高,不宜推广和普遍使用,而过氧化氢成本与传统的氯气相当,因此过氧化氢作为预氧化剂取代氯气将具有很大的应用前景。

氯气预氧化。预氯化导致大量卤化有机污染物的生成,且不易被后续的常规处理工艺去除,因此可能造成处理后水的安全性下降。因此预氯化氧化处理应慎重采用。

高锰酸钾氧化。有机物在经高锰酸钾氧化后的氧化产物中,有些是碱基置换突变物,它们不易被后续常规工艺所去除,在组合工艺出水氯化后,这些前体物转化为致突变物,使水的致突变活性有较大的增加。

紫外光氧化预处理的组合工艺不但不能降低水的致突变活性，而且光解作用还产生了一些移码突变物与碱基置换突变物的前体物，因这边前体物在常规处理中不易被去除，从而使组合工艺出水氯化后的致突变活性有一定程度的增加。

臭氧预处理虽然对水中移码突变物有部分去除效果，但对碱基置换突变物没有明显的处理能力而且部分臭氧产物不易被常规处理去除。出水氧化后的致突变活性与原水相比有较高的上升。因此臭氧只能用于工业用水，不能用于饮用水。

2.生物氧化预处理技术

污水处理中常用生物法去除悬浮的和溶解性的有机物(如BOD5、氮和磷等)是十分有效和经济的。给水生物处理的主要对象是水中的有机物、氮、铁和锰等。

(1) 总有机碳及其危害地下水总有机碳(TOC)一般在0.1~2mg/L之间,而地表水则是1~20mg/L。给水中的大量总有机碳通常源于水源中腐殖质,包含有复杂的高分子多环芳香族化合物,它在水中的存在使颗粒稳定,是决定混凝剂用量及颗粒活性炭吸附器设计的主要因素。

(2) 氮及其危害氮在原水中以有机氮、氨、亚硝酸盐和硝酸盐存在,它们存在于饮用水中均是不利的,有机氮通常被生物氧化为氨氮,亚硝酸盐不稳定,在天然水中很少发现。

①　氨。饮用水氨氮的浓度很少超过3ng/L,我国一些河流中氨氮浓度在0.17~4.4lmg/L。冬天硝化作用减弱时地面水氨氮浓度有季节性增高。氨氮浓度0.25mg/L就足以使硝化菌生长,而由硝化菌和氨释放出来的有机物会造成嗅味问题。氨形成氯胺也要消耗大量的氯,降低消毒效率

②　硝酸盐。地表水中的硝酸盐浓度一般小于5mg/L。地下水中硝酸盐浓度一般较高,我国北方某城市地下水硝酸盐浓度竞达21mg/L。

③　铁和锰地下水中的铁浓度通常是1.0~10mg/L,个别可高达30mg/L。在pH值5~8的含氧地面水中,其浓度一般在0.05~0.2mg/L,碱度低的厌氧水域中铁离子的浓度可高达50mg/L。亚铁和铁离子均能与有机分子如腐殖质鞣酸形成络合物。锰在自然水域中比铁少,在低pH值和中性pH值条件下,溶解锰的形式是Mn(Ⅱ)。锰浓度一般在0.13.0mg/L之间,个别可高达10mg/L。

含铁、锰较髙的饮用水会使水产生红褐色以至出现沉淀物,会使被洗涤衣物着色,并有金属味;另外,含铁、锰过高的水容易使铁、锰细菌大量繁殖,堵塞、腐蚀管道。

生物预处理技术的目的就是去除那些常规处理方法不能有效去除的污染物,如可生物降解的有机物,人工合成的有机物和氨氮、亚硝酸盐氮、铁和锰等。生物处理最好是作为预处理设置在常规处理工艺的前面,这样既可以充分发挥微生物对有机物去除作用,又可以增加生物处理带来的饮用水可靠性,如生物处理后的微生物、颗粒物和微生物的代谢产物等都可以通过后续处理加以控制。

饮用水的生物处理在欧洲应用较普遍,我国目前正处在推广应用阶段。采用的反应器全是生物膜型的。