一、預(yù)處理技術(shù)
預(yù)處理是設(shè)置在傳統(tǒng)處理工藝之前的各種處理措施,包括格柵篩除原水中的漂浮雜物,預(yù)氯投加,調(diào)整原水的pH值,泥砂在預(yù)沉池中預(yù)沉以及投加粉末活性炭或生物過濾等各種工藝措施。我國(guó)的預(yù)處理工藝主要是格柵隔除漂浮物;預(yù)氯投加,即在長(zhǎng)距離輸水管的起始點(diǎn)小劑量加氯;或在預(yù)沉池前投氯,以保證充分的消毒效果。粉末活性炭的投加多為季節(jié)性,當(dāng)水質(zhì)嚴(yán)重污染時(shí),為了去除臭味和有機(jī)物而采用的臨時(shí)性措施。由于我國(guó)生活水準(zhǔn)所限,粉末活性炭投加對(duì)制水成本影響較大,故采用不多。如哈爾濱市自來水公司僅在松花江污染嚴(yán)重時(shí),季節(jié)性投加。從投加粉末活性炭的效果看還是令人滿意的。我國(guó)當(dāng)前在預(yù)處理方面與國(guó)外****的主要差距在于原水調(diào)質(zhì)和去除水中污染的有機(jī)物。
從西方發(fā)達(dá)**情況看,原水的調(diào)質(zhì)已是普通采用的水處理手段。如日本東京朝霞水廠取用利根川河水,年平均pH值為7.1,*為7.3,*為6.8,當(dāng)選用聚合氯化鋁作混凝劑時(shí),其*混凝pH值在7~8之間;為了提高藥效,使用氫氧化鈉做調(diào)質(zhì)劑調(diào)整pH值,其投加量在1.7~3.0毫克/升之內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)原水堿度不足而影響混凝劑藥效時(shí),必須投加堿來提高堿度,常用的堿劑有消石灰和碳酸鈉,日本水道協(xié)會(huì)還制訂了相應(yīng)的計(jì)算公式W=[(A2+K·R)-A1]·F,(其中W--堿劑投加量;A1--原水堿度;A2--凈水中剩余堿度;K--投加1毫克/升混凝劑藥劑的堿度下降量;R--混凝劑投加量;F--提高`1毫克/升堿度所需投加堿劑的量)。日本札幌市白川水廠年平均投加消石灰3.8毫克/升;大阪市柴烏水廠消石灰*投加量為47毫克/升。類似日本的調(diào)質(zhì)方法和設(shè)備,在發(fā)達(dá)**幾乎屬于必備。原水調(diào)質(zhì)不存在技術(shù)問題,關(guān)鍵在于對(duì)調(diào)質(zhì)必要性的認(rèn)識(shí)。
對(duì)水中污染的有機(jī)物質(zhì)的控制和去除是給水工程技術(shù)面臨的重要課題。有機(jī)污染的根本控制在于搞好水體保護(hù),不被有機(jī)物污染。那是環(huán)保工作者的任務(wù)。作為給水工程的技術(shù)人員的任務(wù)是將THM的影響降到*程度,當(dāng)前**上采用的工作有兩種,一種是改變消毒方式,在水處理過程中避免使用氯氣。當(dāng)經(jīng)過常規(guī)處理使有機(jī)物降到安全界線以下后再加入少量氯以控制管網(wǎng)中細(xì)菌的復(fù)蘇。另一種辦法則是在預(yù)處理中將有機(jī)物去除,使常規(guī)水處理中草藥Ames實(shí)驗(yàn)保持陰性,達(dá)到飲用安全目的。
預(yù)處理去除有機(jī)物多采用預(yù)曝氣和生物化學(xué)方法,即利用水中微生物的新陳代謝去除有機(jī)物、嗅味、氨氮。預(yù)曝氣處理工藝由于水停留較短,所以去除率稍差,而生物濾池一般負(fù)荷較低,占用的面積較大,運(yùn)行管理復(fù)雜,也不普及,現(xiàn)在日本研制生物過濾方面取得突破性進(jìn)展,并已應(yīng)用到生產(chǎn)中去。日本大津市膳所水廠90年10月開始建始生物接觸濾池,過濾介質(zhì)采用數(shù)毫米孔徑的多孔陶瓷質(zhì)濾料,厚度1.5米。其原理是通過附著在濾料上的微生物膜,過濾原水中的污染物,并進(jìn)行生物分解、凈化原水,和其它生物化學(xué)處理方法相比,由于單位體積生物量增多而提高了凈水效率,2-MIB的去除率達(dá)70%以上,氨氮去除率夏季為85%,冬季為60%。該濾池濾速為6.97米/小時(shí),共8個(gè)池子,單位面積37米2,日處理水量49500米3。具有慢濾池的過濾機(jī)理和快濾池的生產(chǎn)效率。由于濾料表面有合適的凹凸面,生物附著性良好,使用空氣和水反沖洗時(shí)生物膜也不剝離。該濾池有4個(gè)方面的特點(diǎn)。(1)屬生物自然凈化方式,單位體積生物量多,能有效縮短處理水停留時(shí)間,設(shè)備規(guī)模小,是蜂窩式體積的1/5;(2)運(yùn)行時(shí)不需要曝氣和循環(huán)流,因此消耗電力少,運(yùn)行成本低;(3)每周沖洗二、三次
二、常規(guī)處理
(1)混合技術(shù):理論上早已闡明混合是絮凝的基礎(chǔ),要求快速劇烈的混合,以促進(jìn)混凝藥劑擴(kuò)散速度和壓縮水中膠體的雙電層,使膠體脫穩(wěn)。但在實(shí)際工作中對(duì)混合長(zhǎng)期未給予應(yīng)有的重視。80年代中后期加強(qiáng)混合才成為給水界**調(diào)的觀點(diǎn),因而也陸續(xù)出現(xiàn)了多種混合設(shè)備。有水力隔板混合、水泵混合、機(jī)械混合、混合池、槽等以及近幾年應(yīng)用于給水行業(yè)上的靜態(tài)混合器。從混合設(shè)備形式上看,我國(guó)現(xiàn)有水平不遜于國(guó)外****。由于混合設(shè)備對(duì)水力條件、輸入能量、混合方式要求比較嚴(yán)格、設(shè)備、構(gòu)造上的差異往往造成混合效果相差較大,單純從理論計(jì)算上進(jìn)行混合設(shè)計(jì),往往和預(yù)先設(shè)想結(jié)果有較大偏差,因而影響混合效果。國(guó)外****對(duì)混合設(shè)備都作嚴(yán)格的測(cè)試,以期取得*混合效果。例如美國(guó)混合設(shè)備的生產(chǎn)廠家對(duì)使用單位所需求的機(jī)械混合設(shè)備全部按1:1的比例,使用不同顏色的塑料珠進(jìn)行混合測(cè)試,取得*使用效果后方進(jìn)入施工。而我國(guó)對(duì)混合的測(cè)試手段和測(cè)試設(shè)備不足,直接影響混合器效果。美國(guó)這種作法是我國(guó)應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)和效仿的,也是我們與****的差距所在。(2)絮凝反應(yīng):我們的反應(yīng)設(shè)備總體上和國(guó)外水平差距不大,傳統(tǒng)上的絮凝反應(yīng)多采隔板反應(yīng),是建立在"近壁紊流"理論基礎(chǔ)上的。隨著給水理論的深入研究和發(fā)展,從能量耗散的角度出發(fā)提出"自由紊流"的微旋渦理論,我國(guó)在此理論之上研制出多種設(shè)備反應(yīng)亦投入生產(chǎn)運(yùn)行。但我國(guó)機(jī)械反應(yīng)多為垂直軸機(jī)械反應(yīng),國(guó)外平流沉淀池多為水平軸機(jī)械反應(yīng),并采用液力無級(jí)變速式電機(jī)調(diào)頻無級(jí)變速。我國(guó)在前一段時(shí)間對(duì)縮短反應(yīng)時(shí)間很感興趣,所設(shè)計(jì)的反應(yīng)池停留時(shí)間有的短達(dá)7分鐘,認(rèn)為這樣可以減少占地節(jié)約投資?,F(xiàn)在隨著實(shí)踐和對(duì)**反應(yīng)的認(rèn)識(shí)加深,又開始傾向延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,這與國(guó)外****的認(rèn)識(shí)趨于一致。
(3)沉淀池:平流沉淀池是給水行業(yè)**古老的一種池型,大型水廠應(yīng)用較多,我國(guó)與國(guó)外技術(shù)水平相差無幾,所不同的是,國(guó)外停留的時(shí)間較長(zhǎng),一般為2~4小時(shí),我國(guó)停留時(shí)間多為1~2小時(shí)。選擇較長(zhǎng)的停留時(shí)間可以節(jié)約藥劑,提高沉淀后的水質(zhì),并有足夠的調(diào)節(jié)余地,抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。停留時(shí)間短可以節(jié)省基建投資,減少占地面積。具體設(shè)計(jì)停留時(shí)間多長(zhǎng)為好,這需要根據(jù)**發(fā)達(dá)程度、沉淀后水質(zhì)指標(biāo)要求,并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定,根據(jù)我國(guó)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)情,采用1.5~2.0小時(shí)停留時(shí)間為好。