给水处理系统混凝控制技术的研究

⑴ 强化混凝技术研究及应用进展

下面是中达咨询给大家带来关于强化混凝技术研究及应用进展相关内容，以供参考。
通过综合大量文献，概述了强化混凝概念、机理和影响因素；介绍了强化混凝技术在国内外的应用；总结了强化混凝技术和混凝剂的研究进展情况；提出了强化混凝技术和混凝剂在研究和应用方面有待解决的问题，以供今后研究参考。
强化混凝是在常规混凝的基础上，基于新型混凝剂的开发而发展起来的一种水处理工艺，能有效去除污染水体中的悬浮颗粒、胶体杂质、总磷和藻类等污染物质。关于强化混凝，有强化混凝、化学强化一级处理和强化絮凝等多种提法，本文统称之为强化混凝。强化混凝技术的概念还没有形成权威的解释，笔者认为，强化混凝技术是对常规混凝中药剂、混合、凝聚和絮凝任瞎凳一环节或多环节的强化和优化，从而进一步提高对水中污染物，包括低分子溶解性污染物的净化效果。
强化混凝作用机理与常规混凝并无太大差别，主要包括压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附-架桥作用、沉析物网捕作用和特殊混凝作用等。向污染水体投入混凝剂后，一方面通过压缩双电层和吸附电中和作用，胶体扩散层被压缩，ξ电位降低，胶体脱稳；另一方面通过吸附-架桥和沉析物网捕等作用使脱稳后的胶体相互聚结成大的絮体并沉淀，最终固液分离。新型高分子混凝剂的使用使以上作用得到强化，它不仅具有以絮凝体吸附水中非溶性大分子有机污染物的物理吸附作用；又能对水中溶解性低分子有机物产生很强的化学吸附和强氧化等多种净化效果，从而可以提高污染物的去除率。但是，要取得良好的混凝效果还和许多因素有关，其中包括混凝剂品种、混凝剂投加量、水质、水力条件、水温、碱度和pH等。只有优化这些反应条件，使混凝剂在最佳条件下起作用，才能达到强化混凝提高常规混凝效果的目的。
1强化混凝技术在国内外的应用
1.1在生活污水处理中的应用
英国早在1870年就开始应用混凝技术，但很快被生物处理所取代，到了20世纪80年代，随着新型高效混凝剂的不断问世，同时为了进一步提高污水中有机物和磷的去除率，强化混凝技术开始应用于实际工程。
美国对于强化混凝技术在给水处理中的研究和应用较多，但是在城市污水处理中也有报道。美国落杉矶市的Hyperion污水处理厂采用一种阴离子高聚物（0.15mg/L），与10mg/L的FeCl3复配处理城市污水，连续运行6a，SS和BOD5的一级处理去除率稳定在83%和51%左右，同时对磷和重金属的去除效果也很好，而其基建费和运行费却只有二级处理厂的30%左右。南加利福尼亚4大污水处理厂通过对传统一级处理的工艺进行改进，投加FeCl3混凝剂和部分助凝剂，处理效果大幅度提高。改进后的一级处理工艺，SS去除率达到了85%，BOD5的去除率增加到50%以上。Mete等认为，从经济和技术上来讲，强化混凝法是一项简单而有效的水处理技术，能有效去除水中溶解性有机物、胶体杂质等。
此外，以色列、埃及、日本和挪威等国对强化混凝的研究和应用均有较多成功的实例。近年来，随着环境保护力度的加强，强化混凝技术在我国也得到一定的发展。
Harleman等在香港最大的一座CEPT污水处理厂建造之前，曾做了强化混凝工艺和常规一级处理工艺的比较试验。试验表明，10mg/L的FeCl3和0.15mg/L的聚合物能使SS的去除率从71%提高到91%，BOD5的去除率从42%提高到80%，且可节省30%沉淀池体积。
台湾的ChenChiuyang研究了城市污水排海前的强化混凝处理，投加硫酸铝和PAC各30mg/L，沉淀1h，SS和BOD5的去除率分别为70%和60%，比强化处理前提高了25和35个百分点。
王东海、任洁等采用无机絮凝剂处理低浓度生活污水，当PAC投加量为30～50mg/L时，CODCr去除率达70%以上，达标排放键迅。
强化混凝处理生活污水在国内外均有很多成功的实例，北欧大型湖泊周边城镇和南欧地中海沿岸城镇经常采用强化混凝技术作为生活污水处理技术，可以说强化混凝是仅次于生化处理的生活污水处理主流技术。在强化混凝技术研究和应用方面，国内外均注重于现有常规混凝剂及絮凝剂的组合或复配，以求达到低成本和高去除率的统一。相磨亮旅对于常规生化处理工艺，强化混凝技术可以节省工程投资，减少水处理成本费用和节约用地面积，特别是该技术对导致水体富营养化元素之一的总磷的去除率能达到90%以上，是很多常规生物处理技术不可比拟的。因此，强化混凝技术是解决我国城镇由于资金不足导致污水处理率低的出路之一。上海市在建的两个超大型污水处理厂：竹园污水处理厂（一期）与白龙港污水处理厂（设计日处理能力分别为170万m3与130万m3）也采用以强化混凝为主的处理工艺流程。随着强化混凝技术在我国的普及，2003年颁布的国家城镇污水处理厂排放标准(GB189118-2002)中对该工艺技术的排放标准进行了规定。
1.2在工业废水处理中的应用
强化混凝技术广泛应用于工业废水的（预）处理，特别是在化工废水、染整废水和造纸废水的预处理中更为普遍。阮湘元等用PAC、PAM预处理富含有机染料的染整废水，联合氧化絮凝床，出水可达工业污水排放标准；朱虹等研究表明，新型絮凝剂聚磷硫酸铁是一种更为有效的染整废水处理絮凝剂。另外，强化混凝在染整废水的脱色处理中应用较多，这方面，李春华等做过比较详细的综述。
此外，强化混凝在造纸废水处理中的应用较多，李福仁用PAC与PAM复配预处理，联合气浮工艺处理高浓度CTMP制浆造纸废水，处理效率高，出水水质稳定，可直接排入城市污水处理厂集中处理；张学洪等比较了多种混凝剂对造纸废水的处理，发现PAC最为合适，不必调节pH，出水达国家污水排放标准。
强化混凝在其他工业废水处理中的应用国内常有报道。姚文娟等研究表明，PAC、壳聚糖、膨润土和PAM等絮凝剂对酒精槽的离心废液有较好的絮凝效果，SS去除率为86.57%～89.62%，CODCr去除率为58.2%～59.2%；相波等用Na2S、FeCl3、PAM复配对铜酞菁废水预处理，联合缺氧-好氧生物接触氧化工艺，取得良好的效果，各项指标均达国家一级排放标准。吴敦虎等研究表明，用聚合氯化硫酸铝和聚合氯化硫酸铝铁混凝剂处理COD为1000～4000mg/L的制药废水，去除率达80%。
与生活污水的强化混凝技术相比，工业废水的强化混凝技术研究更注重于针对不同种类废水或污染物，开发处理效果更佳的新型混凝剂或含有新型混凝剂的复配混凝剂，以及强化混凝与其他工艺的联合使用，而对经济方面的要求相对较宽松。这是由于一些工业废水含有有毒有害物质不能直接进行生物处理的原因。因此，研究更多更有效的新型混凝剂将推动强化混凝技术在工业废水处理中的应用，也是治理工业废水污染的有效方法之一。
1.3在污染地表水处理中的试验
近几年，强化混凝在污染地表水处理中的应用渐渐受到关注。中科院王曙光等采用聚合氯化铁（PFC）为混凝剂，对深圳市的龙岗河、观兰河、燕川河、大茅河水体进行了强化混凝处理的试验研究。结果表明，当PFC投加量为50mg/L时，观兰河（原水CODCr=48.0mg/L）的CODCr去除率达70%以上，浊度去除率达91%，TP的去除率达到95%，TN的去除率达41%；大茅河（原水CODCr=84.0mg/L）的CODCr去除率达到50%以上，浊度去除率达78%，TP的去除率达96.5%，TN的去除率达41.6%，对重金属也有一定的去除效果。处理后水质达到或接近地面水水质标准。
孙从军等以多种混凝剂，对数条严重污染的苏州河支流水体进行强化混凝实验室研究。结果表明，硅藻土较为有效，在最佳投药量为200mg/L的条件下，CODCr去除率为43%～59%，P去除率为92%～100%，但NH3-N几乎没有去除。
ChengWenpo等用Al2(SO4)3、PAC、FeCl3和PFS等混凝剂处理水库水。结果表明，PFS比FeCl3有更好的溶解性有机物（DOC）去除率和更少的铁残留；Al2(SO4)3对浊度、色度和细菌的去除效果最好，但是对DOC的去除效果不够理想；当PFS和Al2(SO4)3联合使用时，处理效果最佳，DOC、浊度、色度都能得到很好的去除。
污染地表水是介于污水和清洁地表水之间的那部分水，特别是小型封闭水体，包括污染的城市景观水体。这部分水体的治理，是强化混凝技术应用的新领域，国内已开始研究。由于其污染物浓度较小，相对去除率较低，但是磷的去除相当可观，能有效防治水体的富营养化，具有广阔的应用前景。通常可以采取建造构筑物或直接投撒的方式来实现污染水体的强化混凝处理。上海佛欣河道公司应用投撒混凝剂来压制藻类的泛滥取得较好的效果。但是，某些混凝剂的安全性令人担忧，特别是一些新型高效混凝剂和生物混凝剂的应用，在考虑到其处理效果和处理成本的同时，更应考虑其安全性。
2强化混凝技术研究新进展
2.1混凝剂研究新进展
2.1.1无机高分子混凝剂
无机高分子混凝剂（InorganicPolymerFlocculant，IPF）以其投药量少、无毒或低毒、价廉和处理效果好等优点，越来越受到人们的重视，逐渐成为给水、工业废水和城市污水处理的主流混凝剂，被称为第二代混凝剂。目前应用比较多的还是聚铝、聚铁两大系列，如PAC、PAFC等，但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不断面世，并显现出不凡的混凝效果，如聚硅酸铝、聚磷酸铁等。因此，无机高分子混凝剂呈现多品种、多组份和多功能的发展趋势，但品种繁多，产品质量不够稳定。在今后的研究应用中，应优化混凝剂的制备工艺，改进产品的性能和稳定性，同时根据特定的水质成分开发相应的混凝剂品种和配方，并结合高效混合反应器和智能化投药监控技术，进一步提高混凝效果。
2.1.2有机高分子絮凝剂
有机高分子混凝剂主要是通过其链状分子的吸附-架桥而起作用，它的应用能有效提高絮体颗粒尺寸，絮体颗粒直径要比单一投加PAC形成的颗粒直径大3～5倍，所以在强化混凝中得到广泛应用。
有机高分子絮凝剂可分为天然和合成两大类。合成有机高分子絮凝剂由于分子量大，分子链官能团多的结构特点，在市场上占绝对优势，其中以聚丙烯酰胺系列最为广泛，由于其残留单体具有毒性，限制了其在某些水处理领域的发展。天然有机高分子絮凝剂由于原料来源广泛，价格低廉，无毒，易于生物降解等特点显示了良好的应用前景，但由于其电荷密度小，分子量较低，且易发生生物反应而失去絮凝活性，使其用量远小于有机合成高分子絮凝剂。经过改性的天然高分子絮凝剂能克服以上缺点，特别受到关注。其中，淀粉改性絮凝剂的研究开发尤为引人注目。因此，研究和开发高效、安全、可生物降解的有机高分子絮凝剂是今后的发展方向。
2.1.3其他混凝剂
除无机高分子混凝剂和有机高分子絮凝剂两种主流混凝剂外，微生物絮凝剂（MicrobialFlocculantsMBF）近年来受到研究者极大关注。它是利用生物技术，从微生物体或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效，且能自然降解的新型水处理絮凝剂。MBF可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的安全与环境污染方面的缺陷，易于生物降解，无二次污染。目前，已应用于纸浆废水、染料废水处理及污泥脱水、发酵菌体去除等领域，取得了良好的絮凝效果。但是，目前国内的研究多限于对其在实际应用中的研究，而对其作用机理等基础性研究较少，有待进一步加强。余荣升等指出，由于生物技术的飞速发展，人们对微生物细胞基因的认识和控制也越来越自如，即可根据不同的废水水质研制出具有针对性的高效MBF，这样不仅可大大降低絮凝剂的投加量，还可以降低处理成本。
另外，近年来矿物类混凝剂也有一定的发展，粉煤灰、硅藻土、沸石粉和膨润土等矿物质制成的混凝剂也开始应用于水处理中。据报道，黄彩海、于衍真等制备的粉煤灰混凝剂，混凝效果优于传统的单一铝、铁混凝剂，可用于各种工业废水的处理。
2.1.4混凝剂的改性和复配
混凝剂的改性和复配能优化混凝剂性能，提高混凝效果。江霜英等对上海污水二期工程污水强化混凝处理的试验研究表明，聚合双酸铝铁同有机高分子絮凝剂复配经济有效。Petzold、李尔等也做过类似的研究，表明两种或两种以上混凝剂处理废水，处理效果优于单一混凝剂的使用，有机和无机混凝剂相配合更为有效，具有广阔的工程应用前景。
2.2强化混凝机理研究新进展
2.2.1表面络合原理及其定量计算模式在强化混凝中的应用
70年代初期Stumn等首先提出对水合氧化物的分散体系中金属离子的专属吸附采用配位化学的处理方法，认为颗粒物界面上与H、OH-和金属离子的结合属于络合化学反应，此时的吸附量可以用与溶液中络合平衡类似的方法，按质量作用定律加于讨论。Schindler等对这一概念加于进一步的阐述，因而后来被称为Stumn-Schindle络合模式，近年被广泛应用于固液界面上反应机制的研究。由于表面络合模型的计算相当繁杂，主要应用计算机模块来进行多组分多相的复杂计算，目前主要的计算机程序有REDE-QL，MINEQL，MICROQL，SUREQL，HYDRAQL，FITEQL等。它们可用来计算各种化学平衡和表面络合反应中的平衡常数和组分浓度。例如MICROQL可以计算饱和Al(OH)3溶液中铝的形态分布及其表面平衡常数。王向天等应用Stumn-Schindle络合模式，计算了高岭土、二氧化硅的表面络合常数，得到了与实验数据相吻合的计算结果。
2.2.2分形理论在强化混凝中的应用
分形理论用于对混凝的研究也是一种有效的新手段。絮体结构和性能在混凝研究中一直有十分重要的地位，其大小、强度、密度与穿透性等特点对于污泥处置和出水水质至关重要，其形成往往具有分形特征。通过分形结构分析，用一非整数维数来描述非规则体中的无规则程度，为这些看起来复杂不规则形态提供一种数学框架，从而得以定量的描述，而分形结构分析中最重要的特征参数是分形维数（分维）。一般认为，对应于分形体的不规则和复杂性或空间填充程度，分维不同则反映了聚集体结构所具有的开放程度，在混凝研究中应用分维可以对不同条件下形成的絮体结构进行更为准确的描述。关于分形理论和研究方法及其在强化混凝中的应用，王东升等作过比较详细的论述。
2.2.3混凝作用机理研究逐渐向半定量仍至定量化发展
表面络合理论和分形理论的引入推动了混凝研究的半定量和定量化进程，发展了多种计算模式和软件，但多限于应用在传统混凝剂，对新型高分子混凝剂混凝过程的计算尚存在困难，有待进一步的研究。王东升等以典型IPF-颗粒物-水溶液体系的相互作用为例，对Dentel的吸附沉积-电中和模式（，PCNM）作了适当改进，能够较好地预测聚合铝的混凝特征，实验结果与模式预测值基本吻合。
2.3其他方面研究新进展
2.3.1混凝过程的在线控制
由于流动电流原理及其检测技术在混凝中的应用，实现了混凝过程的在线控制，保证了混凝剂的最佳投药量。另有报道，利用水中颗粒物对光的散射作用能很好地实现混凝过程的在线监测。金鹏康等根据这一原理研制的光散射颗粒分析仪（PhotometricDispersionAnalyzer，PDA）对腐殖质混凝过程进行在线监测，并对得到的FI(FlocculationIndex)曲线的特征参数进行分析，发现FI曲线及其特征参数受混凝剂投药量的影响很大，其变化情况与胶体稳定情况（ξ电位）及混凝效果（TOC去除率）具有良好的相关性，说明这种在线监测技术对混凝过程的在线监测是有效的。
2.3.2强化混凝设备的开发
混凝设备中混合器最为关键，其主要作用是让药剂与水尽快混合。常用的混合设备有水泵混合、管道混合、压力式孔板混合、机械搅拌混合、涡流式混合及射流混合等，其中射流混合是混合技术的新发展，具有混合速度快，功率损失小、絮凝效率高等优点。具体过程为用注入管将絮凝剂注入接近反应池的进口处，注入管的侧面周边有几个小孔，混凝剂经小孔以很大的速度进入。在垂直于原水管的中轴处水流的紊动强度最大，混凝剂射流由此进入最易与原水完全混合。
3结语
强化混凝技术近年来得到了迅速的发展，在研究和应用中都取得了较大的进步。由于一些新理论新方法的引入，使对强化混凝的研究得以深入，特别是一些基础性的机理研究越来越受到重视，但由于强化混凝是一个相当复杂的过程，其中的许多问题有待于进一步的深入研究，特别是以下几方面应得到加强：
（1）继续研制高效混凝剂和混凝设备，提高其混凝效果，降低其生产成本；
（2）加强强化混凝的机理研究，寻找研究强化混凝的有效方法，如研究无机高分子絮凝剂中最佳形态的鉴定和定量分析方法等，最大限度地提高其中最佳形态的含量及其稳定性；
（3）加强强化混凝动力学的研究，将化学反应动力学与混合的流体动力学结合起来全面描述絮凝剂投入水中后的形态变化及污染物的脱稳模型，以便对强化混凝进行预测和控制，最终服务于工程实践。
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⑵ 给水处理中常用技术概述

由于水是一种溶解力很强的溶剂，又与外界环境如空气、地壳、土壤等广泛接触，故而水中必然含有很多杂质，而水的处理或者净化其实质就是通过各种水处理技术去除水中有关杂质，以获得达到一定水质标准的水供生活饮用或工业使用。水处理技术包括混凝、过滤、吸附、膜分离和消毒等。
1 混凝技术
混凝技术的处理对象是水中的悬浮物和胶体物质，其关键技术是选择和投加适当的混凝剂，经混凝过程使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，然后通过澄清、沉淀进行分离。历史上很早以前就有以明矾净水的记载，直至今日，我国的水厂大都采用铝盐或铁盐作为无机混凝剂，近年来也研究开发和应用了一些新的混凝剂如无机聚合态的聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，也包括一些有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺（PAM）等。
给水和废水的处理过程中，为了满足用水水质和环境排放的要求，一般在预处理中采用混凝沉淀法，即向水中投加混凝剂或絮凝剂以破坏溶胶稳定性，使水中的胶体和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，以便从水中分离出来，达到水质净化的目的。混凝处理实际上包括凝聚和絮凝两种胶体颗粒物的聚集过程，是一种较为经典的水处理工艺，应用十分普遍。近年来，在絮凝动力学、絮凝形态学、新型高效混凝剂以及高效絮凝反应器等方面的研究和应用，有了许多新的发展，推动了混凝技术的进步。
2 过滤技术
过滤技术是选择和利用多孔的过滤介质（或称滤料截面）使水中的杂质得到分离的固液分离过程。它通常与混凝、澄清或沉淀结合使用，这样不仅能有效的降低水的浊度，而且对去除水中某些有机物和细菌、病毒也有一定的效果，因此，在生活饮用水处理中，过滤是必不可少的，在大多数工业用水处理中也常采用作为预处理过程。根据过滤技术的特点可知，在过滤技术中选择适当的过滤介质-滤料是极为重要的，目前常用的过滤介质--滤料从砂、无烟煤、微孔塑料、陶瓷，到各种高分子分离膜等可以有多种选择，它们可以去除水中不同粒度的杂质，此外，通过对过滤器进行优化设计可对过滤效果产生较大的影响。
原水经过混凝澄清处理以后，大部分悬浮物已被去除，但此时水质仍无法满足饮用水标准和后续处理工艺的水质要求，所以在常规水处理工艺中，过滤常被安排在沉淀池或澄清池之后，经过滤后的出水浊度可以降到小于1单位。在原水浊度较低时（25单位以下），也可采用不经澄清直接过滤。
3 吸附技术
吸附是一种物质附着在另一种物质表面的过程，他可以发生在气--液、气--固和液--固两相之间，在水处理中主要讨论物质在水与固体吸附剂之间的转移过程。许多多孔的固相物质可以作为吸附剂，例如活性炭、木屑、活化煤、焦炭、吸附树脂等，其中以活性炭使用作为广泛。吸附剂表面的吸附力可分为分子引力（范德华力）、化学键力和静电引力三种，故而吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。影响吸附的因素很多，主要有吸附剂、被吸附物质的性质和吸附过程操作条件等，吸附剂的性质又可分为吸附剂微孔的大小、比表面积以及其表面化学特性等。吸附过程操作条件主要与pH值、温度、接触时间等因素有关。
活性炭吸附技术目前应用较多的是在给水处理中去除微量有害物质和嗅味等，尤其是去除水中有机污染物效果较好，因而可单独或与臭氧结合用于给水深度处理。此外，活性炭吸附在废水处理中也有广泛的应用。近年来在新的吸附剂方面又发展了有关的离子交换树脂和KDF等吸附剂已在给水处理中应用较广，值得重视。
4 膜分离技术
膜分离技术是利用特殊的有机高分子或无机材料制成的膜将溶液隔开，使溶液中的某些溶质或水渗透出来，从而达到分离的目的。膜分离的优点是分离截面效果好，一般没有相的变化，设备容易操作，便于产业化等。当然，膜分离技术也存在一定的局限性，例如对待处理的原水水质要求严格，处理能力相对较小，需要注意膜的堵塞与清洗等，目前常用的膜分离技术主要有反渗透（RO）、电渗析（ED或ERD）、纳滤（NF）、超滤（UF）、和微滤（MF）等，主要用途也各不相同，ED或ERD的局限性是可去除带电杂志，但对病菌和大多数有机物效果较差；UF和MF去除颗粒直径较大，但运行时所需压力较低，膜的成本和运行费用较低；而RO和NF由于它们分离的颗粒直径小，对病菌、有机物和无机物均有较好的效果，因此具有较广泛的处理能力和应用范围，既可用于工业水处理，也可应用于饮用水处理，尤其是近几年发展迅速的NF技术，因其运行压力较低，膜的成本和运行成本大幅减少，目前正成为水处理中优先发展的技术和领域。由于水资源紧缺是21世纪全球的一个突出矛盾，而且近年来相关法律法规不断完善与严格，水质分析检测技术不断改进，膜的生产成本及销售价格有下降趋势，因此，膜技术在水处理方面必将得到越来越广泛的应用。
5 消毒技术
水的消毒主要是为了杀灭或抑制水中对人体有害的致病微生物。水的消毒技术可分为化学消毒和物理消毒两大类，化学消毒中采用的消毒剂又可分为氧化型消毒剂和非氧化型消毒剂，氧化型消毒剂中应用最广的是氯及其制品，这是由于氯的价格低廉、消毒效果良好、使用较方便等特点，在非氧化型消毒剂中如季铵盐等在工业冷却水的杀菌，灭藻中应用较多。物理消毒中应用较多的是臭氧消毒和紫外线消毒，臭氧消毒的特点是杀菌效果好，不需很长的接触时间，受水中的PH值和氨氮影响较小，能通过强氧化作用消除水中的有机物，对水中的铁、锰、色度和嗅味也有一定的去除效果，其缺点是耗电较多，运行费用高，同时，臭氧需边生产、边使用，不易存储；紫外消毒的缺点是消毒作用有一定的作用距离和范围，当水中的悬浮物和浊度高时会妨碍紫外线的透射等。
近年来以氯为主要消毒剂已发展了一些新品种，如二氧化氯（ClO2）、
氯代异氰酸盐（TCCA与DCCA）以及一些加氯的增效剂，如等三嗪类化合物等，此外，含溴的消毒剂也有相应的发展，在非氧化型消毒剂中出现了异噻唑啉酮、季铵盐等新品种。物理消毒中臭氧和紫外消毒也发展较快，这可能和加氯后产生消毒副产物有关，如卤代甲烷类化合物等，有的已确认为致癌物而引起广泛关注，因此非氯消毒剂也有很大的发展前景。
6 结语
给水处理技术的目的是通过各种必要的处理技术改善原水水质，使他们符合生活饮用或工业使用的要求，因此水处理需要根据原水水质和出水水质的要求加以确定，为了达到处理的要求，应根据实际情况选用合适的技术，有时往往将几种处理技术结合或复合使用。
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⑶ 如何进行水处理

一、混凝－絮凝

混凝是指向水中投加一定剂量的化学药剂，这些化学药剂在水中发生水解，和水中的胶体粒子互相碰撞，发生电性中和，产生吸附、架桥和网捕作用，从而形成大的絮体颗粒，并从水中沉降，起到了降低颗粒悬浮物和胶体的作用。

二、介质过滤

介质过滤是指以石英砂或无烟煤等为介质，使水在重力或压力下通过由这些介质构成的床层，而水中的的颗粒污染物质则被介质阻截，从而达到与水分离的过程。粒状介质过滤基于“过滤－澄清”的工作过程去除水中的颗粒、悬浮物和胶体。

工业水处理

在工业用水处理中，预处理工序的任务是将工业用水的水源——地表水、地下水或城市自来水处理到符合后续水处理装置所允许的进水水质指标，从而保证水处理系统长期安全、稳定地运行，为工业生产提供优质用水。

预处理的对象主要是水中的悬浮物、胶体、微生物、有机物、游离性余氯和重金属等。这些杂质对于电渗析、离子交换、反渗透、钠滤等水处理装置会产生不利的影响。

⑷ 给水处理技术的探讨及其研究

发达国家城市给水能力不足的问题已解决，目前发达国家主要的研究内容是如何提高给水的质量，为居民提供更加安全、卫生的饮用水。但我国由于经济相对落后，先前城市给水设施不够，给水能力不足，不能向市民供应充足的饮用水，仍是有待解决的首要问题。随着科学技术的发展，同时国家对居民饮用水质量的重视，以及给水企业对安全、优质给水的重视，很有必要对国外先进技术进行学习和研究。本文结合自己工作经验，对国内外给水处理技术的现状及发展趋势进行了深入的探讨和研究，以便今后具有借鉴意义。在城市给水处理技术方面发达国家处于世界领先地位，下面重点介绍的是这些发达国家和国内的一些给水情况。
水源保护与水质监测
国外对水源的保护非常重视，给水部门和环保部门都要建立起水源水质的监测系统，从水源上游开始利用水质监测仪器进行连续的监测，并且在沿途设立一定数量的子站对全河道进行监测。同时在水源进入水厂的水质监测点，还要用采样存贮的设备，根据贮存的水样追溯分析，还要在取水口附近喂养生物以监测水质状况。例如在鱼的心脏装设仪器，可以通过鱼的心脏的一系列参数变化从而发现水质的变化。而国内在水源的保护和监测方面与发达国家还存在很大差距，近年来随着环保意识的不断加强，已有所改善。
常规处理工艺的改进
目前常规的水处理工艺都在不断的从技术上加以改进和研究，以求给水的各个环节都在最佳的状态下运行，并取得更好的处理效果。具体工艺如下：
(1)净水药剂的选择：传统的混凝剂如三氯化铁和硫酸铝仍在广泛应用，同时复合型的高分子混凝剂和高分子混凝剂和也被广泛的应用。根据水质和药剂供应情况和经济条件来决定的选择什么药剂。活化硅酸在美国仍然广泛使用，助凝剂的应用也较为普遍。高分子助凝剂也被应用在许多水厂中，还有的水厂用高分子混凝剂作为助滤剂。为了达到最佳的水处理效果，国外许多水厂往往采用必须的多种药剂，包括同时使用助凝剂、混凝剂、助滤剂、调节剂。从创造混凝剂最佳使用条件出发，pH 值调节剂在国外应用非常普遍，并应用投加粉末活性炭来降低嗅、味，提高水质。往往国外水厂的加药部分，这些药剂的配比也是需要根据水质确定的，需投加多种药剂而形成复杂的系统。
(2)絮凝反应：可以根据需要，通过改进搅拌机的旋转速度，同时利用液压无级变速方式和改变电机转数方式来进行调节，分级控制絮凝的过程，能够达到最佳反应效果。在絮凝反悉察应工序，国外采用机械反应的方式非常普遍。我国一般用水利絮凝的反应，简单方便，但不能适应流量的变化。
(3)药剂投加点和混合：药剂投加，需设置专门的混合设备才能达到最佳的混合条件。为了避免对水泵产生腐蚀，所以直接利用水泵混合的较少，而利用比较多的叶片型的是混合机（叶片为螺旋桨式的形式），混合时间在30s-60s。另外直接装在管路上的静态混合器也常采用，它是在没有机械运动部件的混合设备，让水在混合器内形成分流和紊流的条件来与药剂的混合。
(4)药剂的投加方式：无论何种方式投加，都需要达到计量准确，调整方便的睁蠢茄要求。混凝剂、助滤剂常采用液体投加，调节剂用石灰时采用干投湿加，而粉末活性炭也采用湿加。
液体混凝剂投加设备需要采用隔膜计量泵。其泵利用改变电动机的转数和活塞冲程长度来改档绝变投药的量。用变频方式改变用伺服电机改变冲程长度和电动机的转数就可以对投药量的控制。在实际中，根据流量的变化需要进行投药量的变化时，主要是通过改变主电机的转数来实现投药量的增减。根据水质变化来改变投药量时要利用改变冲程长度来实现，通过流量和水质信号同时控制加药泵的投加量的方式是复合环控制。根据水质和水量的变化自动调整投药量，因此可以实现自动无人控制。为了及时报警防止发生问题，通常这种泵带有隔膜破裂报警装置系统。隔膜泵还有双隔膜的型式，其目的是为了防止药液在隔膜破裂时带来的问题，更为安全。其它类型的投药设备也有自动控制系统和计量的设备，能根据设定条件和根据水量水质变化地进行投药。
(5)沉淀：沉淀池不同国家采用不同的池型，主要是根据具体国家的水源条件不同而选择的。平流沉淀池美国使用较多，脉冲澄清池或斜板脉冲澄清池法国常常采用，由于英国多利用水库水源，水库水源存在藻类问题，气浮沉淀池对含藻量多的水源是比较适宜的，所以气浮沉淀池被英国许多水厂所采用。
(6)过滤：发达国家的城市水厂仍多采用普通滤池，穿孔管型式的水系统仍在使用，和其它形的配合辅助空气冲洗的配水系统也在使用。如法国用空气辅助冲洗的很普遍，最典型的是“V”型滤池，其下部的配水系统采用的是滤头。如美国用配水渠道形式比较多，有专门工厂生产的配水系统包括气、水混合冲洗型的。我国目前水厂较多采用的是“V”型滤池，其他型式的滤池如移动罩滤池、连续过滤型滤池等也有所应用。同时在水源条件允许的情况下，直接过滤滤池也有应用的实例。在滤料使用方面，双层使用均质滤料的型式也在逐渐增多，特别是在“V”型滤池。
(7)消毒：消毒药剂主要是指氯，但是为了解决氯与水中有机物化合生成氯的有机化合物与衍生物有可能对人身体健康有一定的危害，同时考虑到病毒的去除问题。研究人员在对氯消毒的利用问题一直在进行研究。要保持水中有一定氯含量，达到持续杀毒，氯消毒具有非常明显的优势。目前研究方向在尽量减少氯的用量，同时选择适宜的投加点，保持水致突变试验为阴性反应。在水源水质不太好的情况下，有机物含量又较多，许多水厂用臭氧来代替一部分氯，减少有机氯的产生。大水厂普遍使用液氯，随着电子技术对计量精度的要求不断提高和电子技术在加氯设备上的应用，国外在加氯机上已有很大的发展，一般都可以按余氯检测仪传输来的信号和流量自动调整，实现复合环自动投加。
在常规水处理的基础上进行预处理和深度处理
为了去除有机物、病毒，去除水中嗅、味、色，在常规水处理工艺的前后增加预处理和深度处理的措施。目前主要有：(1)生物的预处理：当水样有机物存在或者有轻度微污染情况时，可以采取生物预处理降解去除。(2)利用高锰酸钾、过氧化氢作为氧化剂或用臭氧作为氧化剂，以及消毒剂改善处理水的水质。(3)活性炭过滤: 活性炭过滤可以吸附水中的有机物和去色、嗅、味，改进饮水的质量和口感。设置颗粒活性炭滤池是深度处理的工艺措施之一。(4)慢滤处理：利用慢滤池所具有的生物过滤的作用进一步降低浊度与去除水中的有机物。由于慢滤池占地面积大的原因不如活性炭滤池应用普遍，有的国家是把水送入地下进行天然过滤，然后再抽上来利用。臭氧、活性炭过滤深度处理在欧美等许多国家采用普遍，而国内一些发达城市也有利用生物预处理装置和臭氧活性炭过滤工艺的实例。
结论
我国给水处理技术还落后于国外发达国家很多，很有必要对国外先进技术进行学习和研究。本文结合自己工作经验，对国内外常用的给水处理技术及其新技术进行了探讨和研究，以便今后具有借鉴意义。
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