浅谈市政给水处理技术发展趋势

摘 要：近年来给水处理技术不断发展，处理效率及用水水质都有了较大幅度的提升，能更好地满足人们生活及生产用水的需求。本文通过分析传统给水处理技术及其工艺缺陷，阐述了给水处理技术的革新及发展趋势，希望为行业提供借鉴。

关键词：给水处理；微生物絮凝剂；臭氧消毒

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.211

在经济飞速发展的时代背景下，人们对生活品质要求不断提高，对水质要求也越来越严苛。给水处理技术的优劣决定了水的品质，只有不断地推进技术革新，弥补原有的工艺缺陷，才能改善和提高水质，最终满足人们生活及生产用水的需求。

1 传统给水处理工艺

（1）混凝。混凝是在混凝剂的作用下，原水与药剂充分混合反应，水中的胶体杂质及微小悬浮物聚集形成大颗粒絮体（矾花）而下沉，使原水得以澄清。最常用的混凝剂主要为无机铝盐及其聚合物，能去除SiO2、粘土、矿物质等胶体颗粒，因这类混凝剂使用方便、价格低廉、混凝效果较好，长期运用在给水处理工艺中。

（2）沉淀。经混凝后的原水中含大颗粒絮凝体，根据重力作用，比重较大的颗粒物在沉淀池完成沉淀，经由池底排出。根据工艺布置的差异，沉淀池分为初次沉淀池、二次沉淀池。为了降低生物处理构筑物的有机负荷，初沉池先完成有机颗粒的去除，二沉池则沉淀出水中的微生物固体。

（3）过滤。原水通过一种或多种粒状材料构成的滤料层，使悬浮杂质被进一步截留，水的浊度降低，以便后期的消毒处理更易进行。常用的滤料有石英砂、无烟煤、磁铁矿等。过滤是保证饮用水卫生安全的重要环节，是水净化工艺中不可或缺的工序。

（4）消毒。为了满足微生物学指标，杀灭水中致病微生物，过滤处理后的水需进行消毒，应用最为普遍的化学消毒法是氯消毒。传统水处理技术中，氯消毒因投资少、工艺成熟、操作方便、杀菌率持久、有效抑制管网中细菌的滋生等优势，在我国大部分城市给水处理中广泛运用。而生物消毒因成本和消毒效率的影响，应用推广较缓慢。

2 传统给水处理存在的问题

传统给水处理常用的混凝剂主要是铝盐及其聚合物，铝对生物体的影响已引起环境医学界的重视，若出水中铝的剩余浓度过高，将影响饮水者的健康。其次，净化处理效率受水温、浊度、pH、水力条件等多方面因素影响，反应速率较低，因此净水周期较理论值延长，经济效益受到影响，不能满足高峰用水时段的需求。另外，传统给水处理技术对特殊有机物、高浊度水等水质的处理效果不理想，后期可能引起细菌滋生等问题。传统工艺仍在国内大部分老旧水厂中运行，其设备相对陈旧、出水水质不稳定、净水效率低，也制约了设备的改造及新技术的推广。

3 当前给水处理技术的革新

当前给水处理技术对传统的混凝、沉淀、消毒工艺进行优化，推进了饮用水深度处理技术的发展。

（1）聚合硫酸铁的应用。传统的给水处理中，受水温、浊度、pH、水力条件等多方面因素影响，净水周期较长。为了更好地改善原工艺的不足，投加聚合硫酸铁作为混凝剂可提高净水速率。聚合硫酸铁是一种稳定的高分子聚合物，絮凝性能佳，其水解后产生大量的络合物，对微小悬浮物的吸附能力强；原水的水温、浊度、pH等对其影响较小，适应性强；投加量小，反应速率高，成本低廉；处理过程不产生二次污染物，可消除剩余铝离子对人体健康的不利影响。聚合硫酸铁的安全、经济性，使其在水处理中得到较为广泛的应用。

（2）微生物絮凝剂的应用。微生物絮凝剂是一种无毒、不产生二次污染、处理效率高的净水剂，它由微生物发酵代谢产生，其相对分子量大于1×105。多糖、蛋白质、核酸等高分子化合物构成其絮凝活性成分，所以，微生物絮凝剂具备可生物降解性、安全、广谱絮凝活性，近年来作为新型水处理剂在行业中推广使用[1]。传统混凝工艺中投加的铝盐混凝剂，使出水的剩余铝离子浓度升高，水质改善受阻，同时增加了饮水用户的健康风险。而微生物絮凝剂在原水处理过程中没有剩余铝离子的积累，还能快速高效地降低原水浊度、去除细菌及重金属等污染物，提高净水效率，降低污染物的排放[2]。

（3）二氧化氯消毒技术的应用。二氧化氯具有较强的吸附渗透能力，能附着并穿透低级微生物的细胞壁，抑制蛋白质合成，阻止细菌、病毒的繁殖。它在水中易于扩散，几乎不与水中的有机物发生反应，是氯消毒技术的理想替代品。在相同时间内达到相同杀菌效果的多种常用消毒剂中，所需药剂浓度最低的是二氧化氯，其对大肠杆菌99%杀灭率能保持12小时以上。二氧化氯杀菌能力稳定，不受水体pH值变化的影响，对埃希氏大肠杆菌、贾第虫孢囊、肝炎病毒的灭活作用显著[3]。通过管网供水时，二氧化氯能保有稳定余量，可抑制微生物繁殖，保证饮水安全，在给水消毒处理应用中有较大优势。

（4）臭氧消毒技术的应用。臭氧是一种强氧化剂，能将细菌细胞内的葡萄糖氧化酶进行氧化分解，除菌效果较好。当臭氧直接作用于病毒或细菌时，细胞器内的蛋白质、脂类、遗传物质等大分子聚合物被分解，阻断微生物的代谢和繁殖，起到消毒的作用。另外，臭氧通过侵入细胞膜，与外膜脂蛋白和内部的脂多糖发生反应，使细菌、病毒、支原体等溶解变性，达到灭菌目的[4]。

（5）紫外线消毒技术的应用。紫外线是波长范围为200nm～380nm

的电磁波，波长为200nm～280nm的紫外线能有效抑制蛋白质的合成，阻止细菌、病毒的繁殖，该消毒技术利用了这一波段的紫外线对微生物DNA的破坏作用，从而达到杀菌的目的。与此同时，紫外线消毒不产生二次污染、操作简单、经济等特性使得这项技术在水处理消毒中易于推广。

4 结语

国内经济高速增长，环境污染亦日趋严重，水源污染问题不容忽视。人们物质生活水平提高的同时，对水质的要求也进一步提高，给水处理工藝的选择与技术的革新已成为当今社会的热点问题。为了稳定社会、保障民生，在传统给水处理的基础上，优化工艺、升级技术，才能保证用水水质的安全，推进给水处理新体系的建立。

参考文献：

[1]皮姗姗，李昂，魏薇，陈婷，吴丹，杨基先，马放.微生物絮凝剂在水污染控制中的应用研究进展[J].中国给水排水，2017，33（16）：27-31.

[2]杨劲峰，赵继红.微生物絮凝剂在给水处理中的应用及其动力学研究[J].供水技术，2008，2（06）：5-7.

[3]赵艳艳.二氧化氯消毒生活饮用水的认识[J].科技致富向导，2014（11）：146.

[4]庞会从，王振川，邓晓丽等.臭氧在水处理中的应用[J].河北科技大学学报，2003，24（2）：81-83.

[5]龙腾霄.自来水厂水处理工艺的研究进展及应用研究[J].时代农机，2017，44（05）：33.