1.4　微污染源水處理技術

微污染源水是指因受到排入的工業廢水和生活污水影響，其部分水質指標超過飲用水源衛生標準要求的源水。在江河水源上表現為氨氮、總磷、色度、有機物等指標超出飲用水源衛生標準。在湖泊水庫水源上，表現為水庫和湖泊水體的富營養化，并在一定時期藻類滋生，造成水質惡化，臭味明顯增加。

目前，微污染水源水的處理技術主要是針對水中藻類、臭味、有機物的去除。

1.4.1　藻類控制技術

生活污水、工業廢水和農田排水中都含有大量的氮、磷及其他無機鹽類，在溫度和陽光充足的環境下，易使藻類迅速繁殖，大量消耗水中的溶解氧，引起水體發臭，降低水質。而藍綠藻在一定條件下所產生的藻毒素會危及魚類和家畜的生命。同時這種富含藻類的水體作飲用水源時還有一定危害性，主要表現在以下4方面：堵塞濾池、藥耗增加、藻類致臭和產生藻毒素。因此，在水處理過程中需要對水中的藻類進行有效地去除。目前主要的除藻單元工藝有：化學藥劑法、氣浮法、微濾法、直接過濾法及生物處理法。

1.化學藥劑法除藻

化學藥劑法除藻是國內普遍采用的方法，需要在藻類生長旺期向水體中投加一些化學藥劑（稱殺藻劑，Algicide）滅活藻類。它具有見效快的特點，但會給環境帶來一定的負面影響，因而在使用方面受到一定的限制。化學除藻中常用的殺藻劑可分為氧化型和非氧化型兩類。

氧化型殺藻劑主要有硫酸銅、臭氧、二氧化氯、高錳酸鉀、Br2試劑、氯化溴、有機氯、有機溴劑等。應用最廣泛的是硫酸銅，但使用硫酸銅的缺點是水中銅離子無法排出，易造成銅離子在水體中累積，若長期使用殺藻劑會造成湖泊退化。臭氧在數秒鐘內即可分解消失，不會對環境造成污染，且除藻效果好，與其他藥劑復配效果理想。如采用臭氧和活性炭聯合除藻。

非氧化型殺藻劑主要有無機金屬化合物及重金屬制劑、有機金屬化合物及重金屬制劑、銅劑、汞劑、錫劑、鉻酸鹽、有機硫系、季鹽、異噻唑啉酮、五氯苯酚鹽、戊二醛、羥胺類和季銨鹽類等。

2.氣浮法除藻

氣浮技術是在待處理水中通入大量的、高度分散的微氣泡，使之作為載體與雜質絮粒相互黏附，形成整體密度小于水的浮體而上浮到水面，以完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的凈水方法。

應用于藻類去除的氣浮技術主要是溶氣氣浮法（DAF）。氣浮法的初期投資較小，但空氣壓縮裝置運行費用較高。所以該法在水廠只是針對季節性的藻類暴發時才采用，此時高負荷運行時間較短。

3.生物處理法除藻

生物除藻具有無毒副作用、無腐蝕、成本低、效用持久的特點。但目前各種病理真菌或噬菌體的殺生范圍普遍狹窄且專一性強，對于水體中的復雜多樣的藻類難以奏效。

養殖水生植物和水生動物。一般情況下，可通過栽種水生高等植物構建人工濕地的辦法來去除營養元素和藻類。如香根草、水葫蘆、荷花、菖蒲和蘆葦等。還可以放養一定密度的鰱、鳙等濾食性水生動物，用以吞食大量藻類和浮游動物來控制藍藻水華的發生。

投加復合微生物。可以定期向水中投加光合細菌（PSB）來凈化水體，或者向水體中增氧并定期接種具有凈水作用的復合微生物（PBB法）。這主要是通過有益微生物、藻類、水草等的吸附，在底泥深處厭氧環境下將硝酸鹽轉化成氣態氮從而有效去除硝酸鹽。

制作生物柵與人工生物浮島。生物柵即在固定支架上懸掛繩索狀的生物接觸填料，使微生物、原生動物、小型浮游動物固著在填料上生長而不被大型水生動物和魚類吞食，使單位體積的水中水生物數量增加以加強凈化作用。人工生物浮島是將陸生喜水植物連根移植到白色塑料泡沫做成的浮島載體內，在植物生長過程中吸收水中的氮、磷等化學物質，同時釋放出抑制藻類生長的化合物，從而達到凈化水質的效果。

采用生物濾溝法。生物濾溝法結合了傳統的砂石過濾與濕地塘床工藝，采用多級跌水曝氣方式，能有效地控制出水的臭味、氨氮值、藻類和有機物。此方法的工藝流程如圖1.29所示，原水經過帶格柵的吸水井除去漂浮物后通過水泵提升，然后經三級跌水盤跌水充氧后，由跌水槽進入生物濾溝好氧段。生物濾溝好氧段根據填料的不同，又分為卵石段和炭渣段兩段，之后經是植物床和生態凈化溝，出水流入清水槽。

4.其他除藻方法

（1）微濾。微濾器通常用來去除原水中的浮游生物，絲狀或集群藻類，去除率可達到80%～90%，微濾器對含藍藻的原水處理效果不佳，采用此方法時應首先對藻類進行鑒別。有膠鞘的藻類，如微囊藻，容易造成堵塞，因此，要定期將濾網取出用殺生劑殺滅藻類，再用高壓水沖洗。隨著膜處理技術的進步，利用孔徑在0.5～1.0μm的微濾膜，以壓力為推動力進行精密過濾去除各種藻類、微生物和顆粒物質，已成為除藻工藝的新方向。微濾能夠提供優于其他工藝處理的出水水質，處理效果可靠。其原理是機械篩分，出水僅取決于微濾膜孔徑大小，和源水水質及運行條件無關。

（2）直接過濾。適用于源水中藻類和懸浮物數量較少的情況，該工藝的關鍵是濾速的大小。采用均質砂濾池或雙層濾料濾池進行直接過濾的工藝，藻類去除率為15%～75%。若進行預氯化并在投加混凝劑后采用白煤—砂雙層濾料濾池直接過濾（濾速＜3m／h），則藻類的最優去除率約為95%。但是當原水中藻量＞1000個／mL、白煤粒徑為0.9mm，或藻類數量＞2500個／mL、白煤粒徑為1.5mm時，過濾周期明顯縮短。

（3）物理方法。物理除藻是利用微生物過濾、聲波、各種射線、紫外線、電子線、電場等物理學方法，對藻類進行殺滅或抑制的技術，它需一次性投入的成本較高，但效果好，無毒副作用，可持久使用。目前有光磁協同處理技術、電化學技術等去除藻類的新技術。

1.4.2　臭味去除技術

導致水有異味的物質主要是一些化合物，這些物質可分為化學性致味物質和生物性致味物質。化學性致味物質主要來源有兩個方面：①工農業廢水、生活污水對給水水源的復合污染，如合成洗滌劑、農藥等；②給水處理過程新異味物質的產生，如消毒副產物。微生物致味物質既包括水中微生物或藻類的新陳代謝所產生的異味物質，也包括一些天然有機物（如腐殖質）在微生物作用下的分解產物，主要是兩種物質：2－甲基異茨醇（MIB）和土臭素（Geosmin）。這些產物可以通過雨水、徑流、滲透等形式進入原水中。常用的臭味去除技術有化學氧化法、吸附法和生物處理法。

所謂化學氧化法就是利用具有強烈氧化性能的化學藥劑氧化分解水中的發臭物質，消除臭味。常用的氧化劑有臭氧、高錳酸鉀和二氧化氯。

吸附法主要是利用粉末活性炭（PAC）、粒狀活性炭（GAC）、沸石等的吸附作用去除致臭物質。

水體中溶解性臭味物質也可以通過細菌、微小動物共同作用逐步得到降解。

此外，還可采用光催化氧化技術，即在光催化劑（TiO2）的作用下，利用光能降解難降解有機物的新型水處理技術。

因為吸附對Geosmin的去除率較高，若主要的致臭物質是Geosmin時，則可采取吸附法去除；由于生物處理對2－MIB的去除率較高，所以可采用生物處理法去除主要由2－MIB引起的臭味；而臭氧－活性炭工藝可同時去除各種臭味物質。一般常規處理對臭味物質去除能力有限，對于以富營養化水為源水的城市給水廠，可采用常規處理結合生物處理或活性炭處理技術；對于臭味物質濃度較高的水源水，應采用生物處理、常規處理、活性炭處理技術，或生物處理、常規處理和臭氧－生物活性炭處理技術。

1.4.3　有機物去除技術

水源水中的有機污染物對傳統凈水工藝及水質的影響主要是：增加制水成本；溶解性有機物不能被有效去除；氯消毒后，致突變物質含量增加；出廠水生物穩定性難以保證；減少管網使用壽命，增加輸水能耗。

控制水源水中有機污染物的技術有：①化學氧化法，主要有臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、光催化氧化及其聯合工藝；②物理吸附法，主要是活性炭吸附；③生物氧化法；④強化絮凝法，調節水的pH值，增加混凝劑的投加量，提高對有機物的去除效果；⑤膜過濾技術。根據水源水質的特點和對出廠水的要求，有時需采用幾種工藝的聯合，以確保飲用水的安全。