1.4　微污染源水處理技術(shù)

微污染源水是指因受到排入的工業(yè)廢水和生活污水影響，其部分水質(zhì)指標(biāo)超過(guò)飲用水源衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的源水。在江河水源上表現(xiàn)為氨氮、總磷、色度、有機(jī)物等指標(biāo)超出飲用水源衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在湖泊水庫(kù)水源上，表現(xiàn)為水庫(kù)和湖泊水體的富營(yíng)養(yǎng)化，并在一定時(shí)期藻類滋生，造成水質(zhì)惡化，臭味明顯增加。

目前，微污染水源水的處理技術(shù)主要是針對(duì)水中藻類、臭味、有機(jī)物的去除。

1.4.1　藻類控制技術(shù)

生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)田排水中都含有大量的氮、磷及其他無(wú)機(jī)鹽類，在溫度和陽(yáng)光充足的環(huán)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(fā)臭，降低水質(zhì)。而藍(lán)綠藻在一定條件下所產(chǎn)生的藻毒素會(huì)危及魚(yú)類和家畜的生命。同時(shí)這種富含藻類的水體作飲用水源時(shí)還有一定危害性，主要表現(xiàn)在以下4方面：堵塞濾池、藥耗增加、藻類致臭和產(chǎn)生藻毒素。因此，在水處理過(guò)程中需要對(duì)水中的藻類進(jìn)行有效地去除。目前主要的除藻單元工藝有：化學(xué)藥劑法、氣浮法、微濾法、直接過(guò)濾法及生物處理法。

1.化學(xué)藥劑法除藻

化學(xué)藥劑法除藻是國(guó)內(nèi)普遍采用的方法，需要在藻類生長(zhǎng)旺期向水體中投加一些化學(xué)藥劑（稱殺藻劑，Algicide）滅活藻類。它具有見(jiàn)效快的特點(diǎn)，但會(huì)給環(huán)境帶來(lái)一定的負(fù)面影響，因而在使用方面受到一定的限制。化學(xué)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(jī)氯、有機(jī)溴劑等。應(yīng)用最廣泛的是硫酸銅，但使用硫酸銅的缺點(diǎn)是水中銅離子無(wú)法排出，易造成銅離子在水體中累積，若長(zhǎng)期使用殺藻劑會(huì)造成湖泊退化。臭氧在數(shù)秒鐘內(nèi)即可分解消失，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且除藻效果好，與其他藥劑復(fù)配效果理想。如采用臭氧和活性炭聯(lián)合除藻。

非氧化型殺藻劑主要有無(wú)機(jī)金屬化合物及重金屬制劑、有機(jī)金屬化合物及重金屬制劑、銅劑、汞劑、錫劑、鉻酸鹽、有機(jī)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(shù)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(zhì)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(yīng)用于藻類去除的氣浮技術(shù)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(yùn)行費(fèi)用較高。所以該法在水廠只是針對(duì)季節(jié)性的藻類暴發(fā)時(shí)才采用，此時(shí)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間較短。

3.生物處理法除藻

生物除藻具有無(wú)毒副作用、無(wú)腐蝕、成本低、效用持久的特點(diǎn)。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(qiáng)，對(duì)于水體中的復(fù)雜多樣的藻類難以奏效。

養(yǎng)殖水生植物和水生動(dòng)物。一般情況下，可通過(guò)栽種水生高等植物構(gòu)建人工濕地的辦法來(lái)去除營(yíng)養(yǎng)元素和藻類。如香根草、水葫蘆、荷花、菖蒲和蘆葦?shù)取＿€可以放養(yǎng)一定密度的鰱、鳙等濾食性水生動(dòng)物，用以吞食大量藻類和浮游動(dòng)物來(lái)控制藍(lán)藻水華的發(fā)生。

投加復(fù)合微生物。可以定期向水中投加光合細(xì)菌（PSB）來(lái)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(fù)合微生物（PBB法）。這主要是通過(guò)有益微生物、藻類、水草等的吸附，在底泥深處厭氧環(huán)境下將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氣態(tài)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(dòng)物、小型浮游動(dòng)物固著在填料上生長(zhǎng)而不被大型水生動(dòng)物和魚(yú)類吞食，使單位體積的水中水生物數(shù)量增加以加強(qiáng)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(nèi)，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中吸收水中的氮、磷等化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)釋放出抑制藻類生長(zhǎng)的化合物，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。

采用生物濾溝法。生物濾溝法結(jié)合了傳統(tǒng)的砂石過(guò)濾與濕地塘床工藝，采用多級(jí)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(jī)物。此方法的工藝流程如圖1.29所示，原水經(jīng)過(guò)帶格柵的吸水井除去漂浮物后通過(guò)水泵提升，然后經(jīng)三級(jí)跌水盤跌水充氧后，由跌水槽進(jìn)入生物濾溝好氧段。生物濾溝好氧段根據(jù)填料的不同，又分為卵石段和炭渣段兩段，之后經(jīng)是植物床和生態(tài)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(lái)去除原水中的浮游生物，絲狀或集群藻類，去除率可達(dá)到80%～90%，微濾器對(duì)含藍(lán)藻的原水處理效果不佳，采用此方法時(shí)應(yīng)首先對(duì)藻類進(jìn)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(wǎng)取出用殺生劑殺滅藻類，再用高壓水沖洗。隨著膜處理技術(shù)的進(jìn)步，利用孔徑在0.5～1.0μm的微濾膜，以壓力為推動(dòng)力進(jìn)行精密過(guò)濾去除各種藻類、微生物和顆粒物質(zhì)，已成為除藻工藝的新方向。微濾能夠提供優(yōu)于其他工藝處理的出水水質(zhì)，處理效果可靠。其原理是機(jī)械篩分，出水僅取決于微濾膜孔徑大小，和源水水質(zhì)及運(yùn)行條件無(wú)關(guān)。

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

（3）物理方法。物理除藻是利用微生物過(guò)濾、聲波、各種射線、紫外線、電子線、電場(chǎng)等物理學(xué)方法，對(duì)藻類進(jìn)行殺滅或抑制的技術(shù)，它需一次性投入的成本較高，但效果好，無(wú)毒副作用，可持久使用。目前有光磁協(xié)同處理技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)等去除藻類的新技術(shù)。

1.4.2　臭味去除技術(shù)

導(dǎo)致水有異味的物質(zhì)主要是一些化合物，這些物質(zhì)可分為化學(xué)性致味物質(zhì)和生物性致味物質(zhì)。化學(xué)性致味物質(zhì)主要來(lái)源有兩個(gè)方面：①工農(nóng)業(yè)廢水、生活污水對(duì)給水水源的復(fù)合污染，如合成洗滌劑、農(nóng)藥等；②給水處理過(guò)程新異味物質(zhì)的產(chǎn)生，如消毒副產(chǎn)物。微生物致味物質(zhì)既包括水中微生物或藻類的新陳代謝所產(chǎn)生的異味物質(zhì)，也包括一些天然有機(jī)物（如腐殖質(zhì)）在微生物作用下的分解產(chǎn)物，主要是兩種物質(zhì)：2－甲基異茨醇（MIB）和土臭素（Geosmin）。這些產(chǎn)物可以通過(guò)雨水、徑流、滲透等形式進(jìn)入原水中。常用的臭味去除技術(shù)有化學(xué)氧化法、吸附法和生物處理法。

所謂化學(xué)氧化法就是利用具有強(qiáng)烈氧化性能的化學(xué)藥劑氧化分解水中的發(fā)臭物質(zhì)，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(zhì)。

水體中溶解性臭味物質(zhì)也可以通過(guò)細(xì)菌、微小動(dòng)物共同作用逐步得到降解。

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

因?yàn)槲綄?duì)Geosmin的去除率較高，若主要的致臭物質(zhì)是Geosmin時(shí)，則可采取吸附法去除；由于生物處理對(duì)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(shí)去除各種臭味物質(zhì)。一般常規(guī)處理對(duì)臭味物質(zhì)去除能力有限，對(duì)于以富營(yíng)養(yǎng)化水為源水的城市給水廠，可采用常規(guī)處理結(jié)合生物處理或活性炭處理技術(shù)；對(duì)于臭味物質(zhì)濃度較高的水源水，應(yīng)采用生物處理、常規(guī)處理、活性炭處理技術(shù)，或生物處理、常規(guī)處理和臭氧－生物活性炭處理技術(shù)。

1.4.3　有機(jī)物去除技術(shù)

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

控制水源水中有機(jī)污染物的技術(shù)有：①化學(xué)氧化法，主要有臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、光催化氧化及其聯(lián)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(qiáng)化絮凝法，調(diào)節(jié)水的pH值，增加混凝劑的投加量，提高對(duì)有機(jī)物的去除效果；⑤膜過(guò)濾技術(shù)。根據(jù)水源水質(zhì)的特點(diǎn)和對(duì)出廠水的要求，有時(shí)需采用幾種工藝的聯(lián)合，以確保飲用水的安全。