(1)去除水中微量有機汙染物的過程理論與技術;
(2)藻類及其代謝產物(臭氣、微囊藻毒素等)的強化處理技術。)在水中;
(3)水處理過程中副產物的去除和控制技術;
(4)強化常規水處理技術;
(5)高效消毒技術等。
飲用水中的微量有機汙染物對人體有害,但很難去除。特別是高度穩定的溶解性有機汙染物,如鹵代有機化合物、硝基化合物、多環芳烴等。,對人體有害。傳統水處理工藝對這些有機微汙染物的去除效果有限,迫切需要研究和開發經濟高效的微汙染物去除技術。
水中藻類壹般帶負電,穩定性高,不易凝聚,嚴重影響水處理效果;藻類比重小,沈澱效果差;藻類在新陳代謝過程中產生多種氣味,對水的感官特性有直接影響;有的藻類體積很小,可穿透過濾器進入供水管網,影響管網水質;藻類是氯化消毒副產物的典型前體,在後續消毒過程中與氯反應生成多種有害副產物,增加了水的致突變活性;有些藻類(如藍藻)能產生微囊藻毒素,對人畜構成威脅。壹些微囊藻毒素是肝毒素和神經毒素。另外,藻類會附著在濾料表面,會明顯縮短過濾器的過濾周期,造成過濾器的頻繁反沖洗;
有機成分對膠體有嚴重的保護作用,影響混凝效果,導致用藥量和水中鋁的殘留濃度明顯增加。
水處理過程中引入的壹些副產物(如聚丙烯酰胺中的單體等。)也會對飲用水水質產生不利影響。氯化消毒過程中產生的許多鹵代有機副產物對人體有害,是飲用水重點控制的副產物。特別是在傳統的預氯化工藝中,高濃度的氯直接與原水中較高濃度的有機汙染物發生反應,導致氯化消毒副產物濃度較高。
消毒壹直是給水處理中最重要的環節。消毒效果差會導致疫情暴發,尤其是甲蟲、隱孢子蟲等致病原蟲的滅活,是目前消毒技術研究的關鍵問題。
目前我國飲用水質量標準過低,明顯低於發達國家。要動態、及時、科學地系統研究飲用水水質標準,及時補充標準。
壹般去汙技術和設備投資較大,受資金限制難以大規模采用昂貴的去汙技術,這也是目前我國飲用水質量不高的主要原因。迫切需要研究開發適合我國國情、易於在我國推廣應用的安全優質飲用水處理技術。
我國飲用水源汙染嚴重,但城市水廠大多采用傳統常規水處理工藝,主要功能是除濁、除色和殺菌,對水中溶解性有機汙染物的去除有限。近年來,國內外開發了壹些汙水凈化技術,主要分為吸附法、氧化法、生物法和膜法。
活性炭吸附
活性炭吸附是較早應用於生產的微汙染去除技術。其原理是利用活性炭巨大的比表面積來吸附水中的有機汙染物。顆粒活性炭的使用是通過活性炭濾床來實現的,活性炭濾床放置在砂濾之後或者替代現有的砂濾床。汙水通過活性炭濾床後,有機汙染物被截留在活性炭濾床中。但由於我國水源汙染嚴重,活性炭使用後很快就會飽和失效,水汙染嚴重時活性炭只能運行幾周。活性炭的吸附性能可以通過再生來恢復,但活性炭更換頻繁,再生成本高。粉末活性炭基礎設施和設備投資低,使用靈活方便。而活性炭回收難度大,使用過程中運行成本高,只在汙染嚴重時期使用。近年來,人們在壹些載體上預塗粉末活性炭,提高了粉末活性炭的利用率和有機汙染物的去除效率。
粉末活性炭在運行過程中可以逐漸形成生物活性炭,微生物可以不斷生物降解吸附在活性炭表面的有機汙染物,從而有效延長活性炭的使用壽命。預氧化可以提高有機汙染物的可生化性,延長活性炭的使用壽命。
氧化過程
氧化去除汙染的方法是利用強氧化劑分解水中的有機汙染物。壹般來說,氧化法去除汙染效果好,應用範圍廣,應用相對較多。目前可用於給水處理的氧化劑主要有氯氣、二氧化氯、高錳酸鉀、過氧化氫和臭氧,其氧化還原電位在標準狀態下分別為1.36V、1.50V、1.69V、1.77V和2.07V。
顯然,臭氧在可用於給水處理的幾種氧化劑中,氧化還原電位最高(氧化電位+2.07 V),因此氧化作用最強,對水質的適應性強,在發達國家已廣泛應用於給水處理。臭氧可以氧化破壞水中多種有機汙染物,但只能氧化分解水中含有不飽和鍵的有機汙染物或部分芳香族化合物,相當壹部分穩定性有機汙染物(如農藥、鹵代有機化合物、硝基化合物等)難以被氧化分解。雖然臭氧氧化技術在國內已研究多年,但由於投資大、運行管理成本高,壹直難以在國內推廣應用。
“八五”期間,我國開展了高錳酸鉀去除微汙染技術的研究,投入相對較少,已在多個水廠和凈水設施中得到應用。過氧化氫清除汙染的能力很低,但在酸性條件下與二價鐵結合時具有很強的氧化能力。由於在給水處理中很難調節pH值,過氧化氫的應用受到了限制。二氧化氯有很強的消毒能力,但與有機物氧化後還原成亞氯酸鹽,對紅細胞有破壞作用。氯對有機物有壹定的氧化作用,長期以來被用作水處理的預氧化劑。但由於氯與原水中各種有機汙染物相互作用,生成壹系列對人體有害的鹵代有機物,因此預氯化逐漸被各國限制。“九五”期間,建設部研究了去除汙染的化學預氧化技術,比較了各種化學預氧化技術的相對效率,發現壹些化學預氧化復合技術對去除水中微量有機汙染物有較好的效果。
國內壹些高校研究了光化學氧化去除汙染的技術。光催化氧化可用於降解水中微量有機汙染物,壹般可用於小型凈水設施,但在大型水廠應用設備成本較高。
生物預處理技術
生物預處理技術是在常規水處理過程之前或過程中,利用微生物代謝分解水中的有機汙染物,使其無機化。“八五”和“九五”期間,我國對各種生物預處理技術進行了系統研究。結果表明,生物預處理能顯著去除水中的氨氮,具有較高的可生化性,對有機汙染物有壹定的去除效果。在華南進行了生產性試驗。當水中的有機汙染物具有很強的可生物降解性時,可以明顯改善水質。然而,對於被低可生化性工業廢水汙染的原水,生物預處理的效率較低。生物預處理對北方地區低溫水的處理效果有限,尤其是對低溫水。由於微生物活性低,需要長時間停留,所以設備投資大。
膜技術
膜技術是近年來發展起來的壹種水處理工藝。膜在汙染去除中的作用是通過膜的小孔徑將水中的有機分子攔截到膜的壹側,並將其從水相中去除。具有去汙功能的膜主要有納濾膜和反滲透膜。目前膜處理技術和設備投資大,膜更換成本高。壹般只用於小型凈水設施,很難應用於大型水廠。此外,膜過濾不僅去除水中的有害成分(微汙染物),還去除水中的無機離子(如反滲透)。長期飲用高純水不利於健康。
總之,國內外在汙染水處理技術領域開展了大量的研究工作,但能在生產中推廣應用的經濟有效地改善飲用水水質的新技術和新設備仍然有限。特別是缺乏高效低耗、易於在國內推廣應用的微汙染去除技術和設備。我國在“八五”和“九五”期間的研究主要集中在單項微汙染去除技術上,而集成微汙染去除技術和成套設備的研究還比較薄弱。由於我國飲用水源汙染普遍,受汙染水源水凈化處理集成技術和成套設備在我國具有相當大的潛在市場,是我國水產業的重要方面,具有重要的研發價值。問魚。很高興為妳解答。