1.2　城市給水處理技術(shù)

城市給水處理的任務(wù)是通過必要的方法去除水中的雜質(zhì)，使其滿足生活飲用或工業(yè)使用所要求的水質(zhì)。因此，水處理方法應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)和用水對象對水質(zhì)的要求而確定。通常，采用混凝、澄清、沉淀、過濾等技術(shù)去除水中的懸浮物；采用軟化、除鹽及膜技術(shù)可以減少或調(diào)整水中溶解物質(zhì)的含量；采用活性炭吸附可有效去除水中的微量有機物；消毒可以有效控制水中微生物的存在等。

1.2.1　常規(guī)處理

以未受到污染的地面水源為生活飲用水水源時，其水質(zhì)特點為：懸浮物和膠體雜質(zhì)較多、含鹽量較低。為了達到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要考慮去除濁度和滿足衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。采用的常規(guī)處理工藝為“混凝—沉淀—過濾—消毒”。

原水加藥后，經(jīng)過反應(yīng)池的混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，而后通過沉淀池進行重力分離。這兩個過程也可以在澄清池中完成。為了進一步降低水中的渾濁度，沉淀池出水還需要經(jīng)過粒狀濾料過濾。完善而有效的混凝、沉淀和過濾，不僅能有效地降低水的濁度，而且對水中的某些有機物、細(xì)菌及病毒也有一定的去除作用。為了防止水致傳染病的發(fā)生，在過濾后需要消毒。主要消毒方法有：①向水中投加氯系化學(xué)藥劑、雙氧水、臭氧等化學(xué)法消毒；②采用紫外線照射等物理法消毒。

根據(jù)原水水質(zhì)的不同，在常規(guī)處理工藝系統(tǒng)中還可以適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少處理過程。如處理高濁度的原水時，往往需要考慮在混凝前預(yù)沉降泥沙而設(shè)置沉沙池；原水濁度很低時，可省去沉淀過程直接對加藥后的原水進行過濾；原水中有機物含量較高時，可在過濾后消毒前增添活性炭過濾處理過程等。

1.2.2　除臭、除味

當(dāng)原水中臭和味嚴(yán)重，采用常規(guī)的處理工藝不能達到水質(zhì)要求時，需要考慮采用特殊的處理方法。除臭和味的方法取決于水中臭和味的來源。如對于水中有機物產(chǎn)生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化劑氧化去除；對于溶解性氣體或揮發(fā)性有機物所產(chǎn)生的臭和味，可采用曝氣法去除；因藻類繁殖而產(chǎn)生的臭和味，可采用微濾機過濾或采用氣浮法去除，也可向水中投加硫酸銅除藻；因溶解鹽類所產(chǎn)生的臭和味，可采用適當(dāng)?shù)某}措施等。

1.2.3　除鐵、除錳和除氟

當(dāng)溶解于地下水中的鐵和錳超過生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時，需采用除鐵和除錳措施。常用的除鐵和除錳方法有氧化法和接觸氧化法。前者通常采用曝氣裝置、氧化反應(yīng)池和沙濾池；后者通常采用曝氣裝置和接觸氧化濾池。最終使溶解性二價鐵和錳分別轉(zhuǎn)化成三氧化鐵和二氧化錳沉淀物去除。此外，還可以采用藥劑氧化、生物氧化法及離子交換法等。

當(dāng)水中含氟量超過1.0mg／L時，需要采用除氟措施。除氟方法基本上可分成兩類：①投加硫酸鋁、氯化鋁或堿式鋁等使氟化物產(chǎn)生沉淀；②利用活性氧化鋁或磷酸三鈣等進行吸附交換。目前，大多采用活性氧化鋁進行除氟。

1.2.4　軟化

處理對象主要是水中的鈣和鎂離子。軟化方法主要有離子交換法和藥劑軟化法兩種。前者是利用水中的鈣和鎂離子與陽離子交換樹脂上鈉離子進行交換以達到去除目的；后者是投加石灰、碳酸鹽等化學(xué)藥劑，使鈣和鎂離子轉(zhuǎn)變成沉淀物從水中分離出來。

1.2.5　淡化和除鹽

去除對象是水中的各種溶解鹽類，包括陰離子和陽離子。將含鹽量較高的水如海水及苦咸水處理達到飲用水或某些工業(yè)用水水質(zhì)要求的處理過程，一般稱為淡化；進一步降低水中含鹽量制取純水及高純水的處理過程稱為除鹽。淡化和除鹽的主要方法有蒸餾法、離子交換法、電滲析法及反滲透法等。

1.2.6　預(yù)處理和深度處理

對于污染水源而言，水中溶解的有毒、有害物質(zhì)，特別是具有致癌、致畸、致突變的有機物（又稱三致物質(zhì)）或三致前驅(qū)物（如腐殖酸、農(nóng)藥等）是常規(guī)處理方法無法解決的。于是，便在常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)上發(fā)展了預(yù)處理和深度處理。即預(yù)處理＋常規(guī)處理或常規(guī)處理＋深度處理。預(yù)處理和深度處理的主要對象均是水中的有機物。

預(yù)處理主要方法有：活性炭吸附、臭氧或高錳酸鉀氧化；生物濾池、生物接觸氧化池及生物轉(zhuǎn)盤等生物處理技術(shù)等。以上各種預(yù)處理法不但可以去除水中的有機物，還可除味、除臭及除色等。各種方法的優(yōu)、缺點仍有待于進一步研究論證。其中活性炭吸附法已經(jīng)處于生產(chǎn)應(yīng)用階段，對有機物微污染的水體處理效果較理想，但運行成本較高。隨著水源水質(zhì)的不斷下降，預(yù)處理在給水處理工藝中的重要性越來越突出，其他經(jīng)濟有效的預(yù)處理方法正在繼續(xù)探索中。

深度處理方法有顆?；钚蕴课椒?、臭氧—顆粒活性炭聯(lián)合法或生物活性炭法、離子交換法、光化學(xué)氧化法、超濾及反滲透法等。其中臭氧—顆?；钚蕴柯?lián)合法是首先利用臭氧將水中有機物氧化斷裂成小分子的有機物，再利用活性炭對小分子有機物的高吸附容量特性吸附去除。該方法對水中微量有機物的去除非常有效，但由于顆粒活性炭回收和再生較困難，造成基建投資和運行費用較高，目前在歐洲國家應(yīng)用較多，我國僅在個別城市水廠中使用。光化學(xué)氧化法是在催化劑作用下利用紫外線照射，產(chǎn)生氧化性能極高的OH－等物質(zhì)，直接將水中有機物氧化分解。盡管有一定應(yīng)用前景，但僅適合于處理水量較小的水站使用。超濾可有效去除水中的有機物及腐殖酸等物質(zhì)，而且不用向水中投加任何化學(xué)藥劑。但由于存在膜污染和堵塞問題需要經(jīng)常更換膜組件而造成運行費用較高。近年來，超濾被廣泛用于純凈水處理工藝中作為反滲透的預(yù)處理使用。

目前，地下水已限制開采，我國水廠大多是地表水源水，且本書主要針對城市水廠內(nèi)容，因此，本書中除鐵、除錳和除氟，軟化、淡化與除鹽等技術(shù)略去。