国内外饮用水处理的技术发展和工程实例

时间：2007-09-04 13:48

　　在近日由中国水网主办的2007水业高级技术论坛上，得利满中国技术市场经理宋阳就国内外饮用水处理的技术发展做了精彩发言，他同时还介绍了有关的工程案例。以下内容根据他的发言整理（未经本人审核）。

首先感谢大会的组委会、感谢中国水网给得利满公司这个机会。我今天想跟大家交流的问题是得利满公司在饮用水深度处理技术方面的一些技术心得和实例。
首先我想跟大家说明一个事情，就是得利满公司对饮用水的深度处理这个概念的理解。我们认为，在饮用水处理的领域里面，主要有4个主要方面的工作。
第一个就是针对源水中的悬浮物体、藻类，以及和悬浮物体和藻类相关的有机物的处理，我们叫做常规处理。
第二个是针对水中的致病物质的处理，这部分我们叫做消毒，有各种手段的消毒。
第三个就是针对水中的一些特定的离子和特定物质的处理，这部分我们叫做特殊处理。比如说水中的硬度的处理和特定离子的处理。
第四个就是我们今天要说的深度处理，实际上得利满是把它定位在常规处理无法处理的有机物和污染物的处理，我们叫做深度处理。
我们面对的饮用水水源是非常非常丰富多样的，没有一个固定的处理模式，所以我们处理的概念、原则是要区别对待，分步处理，这是我们做每一个工程项目遵循的一个重要的原则。
作为得利满公司，经过很多年的工程实践和技术研究，除了我们现在大家常见的臭氧和加活性炭过滤池的方式，目前比较成熟的推向市场的主要有两个工艺处理路径。第一个就是采用吸附和超滤膜结合，与常规的处理工艺相结合的综合的工艺。第二种就是直接采用膜的处理工艺，大家可能都比较熟悉了，它有很多的优点，比如说水质比较好。但是，它同时又很多的问题，主要的问题，一个就是操作的压力比较高。我说的直接膜的处理工艺就是纳滤和反渗透。那么它对材料的要求都有一些特殊的要求，特别是反渗透，经过它处理的水，水里面的矿物质的基本是完全被破坏掉的。
根据这些特点看，在市政供水的情况下，大规模采用膜的处理方式下，不是很合适的。所以，得利满公司目前主要的深度处理的工艺路线就是采用第一种——吸附和常规相结合的工艺。
我想用这张表进一步说明一下刚才我提到的原则，就是区别对待和分步处理的原则。这张表大家看到，它的排序是根据有机物的污染程度高低来排的。当水中的有机物的含量比较低的时候，我们可以采用直接的超滤的方式进行处理，它主要是控制水中的浊度还有消毒。在一些特殊的情况下，为了保证饮用水安全，我们会在季节性和水质有变化的时候，投加一些活性炭。
随着水中需要去除的有机物量的增加，我们开发了一种“水晶工艺”，主要原理是将没法去除的活性因子，吸附到活性炭上，然后再用膜把它去除掉。这是我们重要的工艺概念，就是“水晶工艺”，是活性炭加上膜。
如果原水的有机物的污染含量进一步增加，我们会使用扩展“水晶工艺”。它的特点就是在“水晶工艺”前面增加一个澄清池，这个澄清池是一个上向流的产品，池子主要的功能是利用形成的泥渣悬浮层吸附的功能。如果不能满足要求的时候，我们会添加一部分的活性炭，来提高它的吸附功能，从而达到去除水中主要有机物的目的，然后配合“水晶工艺”，达到去除水中有机污染物的目的，最后达到我们出厂水的要求。
同时在这个工艺里面，我们有一个活性炭回流的路径。这个主要有三个作用，一个节省整个的水厂的自耗水；另外一个要充分利用不饱和的活性炭的吸附能力；第三个就是再回流的活性炭可以帮助澄清池进行混凝。
还有在有机物污染程度比较高的时候，我们发展了第三代工艺叫做“水晶工艺”3G，它跟前两个工艺区别的是我们把工艺功能分到两个部分来进行。这样能够保证两段各司其职，能够充分发挥它们各自需要达到的工艺功能。通过这些方法，可以减少整个活性炭的投加量。第二个，就是可以增加、延长超滤膜的使用周期。
下面就是一些刚才这些原则的实例的应用情况。大家看到，这里面是有几个处理步骤，第一、第二、第三、第四，包括最后的超滤。第一个包括投加氧化剂、混凝剂，第二个是澄清的工艺，或者是澄清的工艺加上活性炭，把澄清工艺和吸附两个工艺合二为一的工艺。第三个工艺的步骤就是一个纯粹的吸附工艺，就是不再运用它来进行澄清的工艺。第四个就是过滤滤池。第五个就是“水晶工艺”。从这里我们可以清楚地看到，根据不同水的情况，我们各种工艺的组合是完全不一样的。
在上面这个例子中，就是瑞士的洛桑的一个厂，还有法国的一个厂，由于它的水质非常好，所以加了这些之后进行直接地测定，就可以达到我们出水的要求。
第二条线和第三条线，一个是只用了过滤，另一个是只用了澄清，同时配了“水晶工艺”，也达到了我们最后的出水的要求。随着污染物的要求，再往下我们增加了，比如说在莫斯科的这个厂，采用了前面的澄清工艺，加上过滤，就是用两步处理，然后再进入“水晶工艺”来。
最后一个例子是法国的一个水厂的例子，这个水厂的污染非常严重，所以我们在这个水厂，把前面的澄清工艺和吸附作为两个步骤来做。这包括前面的氧化、气浮、活性炭吸附池、沙滤池最后进入水厂的“水晶工艺”处理。
第一个是瑞士的洛桑水厂，这个厂是2002年投产的，产水是7万吨立方米。这个水厂取自于湖水，这个湖叫做Leman湖。从这个表上可以看出来，整个水的水质非常好，有机物的值都非常低。基于这样的水质，我们提出的工艺也是比较简单的，就是超滤膜。在秋季大约1个月的时间，这个湖水有一些有机物，我们在整个的工艺中，设计了一个粉末活性炭的投加装置，这个就是保证在秋季的时候有机物超标的时候，利用活性炭吸附，从而达到达标的效果。
这个是我们最后的结果，这个工艺基本上的作用就是消毒，这个水厂通过这个简单的工艺可以完全满足客户的要求。
第二个例子，我想跟大家说一下澳门的一个MSR水厂。这是澳门的MSR水厂，它的生产能力是每天6万吨。它的源水来自两个方面，一个是广东的LAPA水库，一个是来自澳门境内的MSR水库。两股水作为水厂共同的水源。
这个是两个水库水的不同的水质，大家看到，这个水库的水，应该说是中低程度的污染。另外，它有一个比较大的特点，就是它的藻类含量比较高，最大的时候到了112的水平。所以根据这个水质，还是坚持区别对待、分步处理的原则。要求的处理目标比较简单，就是去除藻类。我们采用我们的专利，高速气浮的技术，主要是针对藻类比较多的情况。另外一个后面跟的是超滤膜的处理。现在这个水厂对于这个水质的要求相对比较简单，我们考虑到以后可能会对有机物等等的项目有更多的要求，所以我们在这个地方，事实上我们在气浮前和超滤池前面都预留了活性炭的投加点。以应对将来对于水质要求提高。
这个是水厂的平面布置图，可以看到这个地方是两个高速的气浮池，这个地方是一个超滤膜的车间，这个地方是他们加药的点。
第三个水厂我想给大家介绍一下莫斯科的一个水厂，它的水源是河水。它的生产规模是根据温度来变化的，所以在冬季的时候水的产量是25万吨，在夏季温度高的时候是27万吨。它的水质情况是这样的，可以看到它污染的程度是比较高的，因为COD的指标是在1~5毫克/升之间变化，微污染物是4个毫克/升，另外它受到的大肠杆菌的污染。它对于出厂水的要求比较严，一个是浊度要求在0.1以下，总的杀虫剂小于0.5，细菌去除率是6个log。最后我们形成的水处理工艺是这样的，首先采用了预臭氧，随后用常规的沉淀、臭氧，然后是双层滤池，最后是“水晶工艺”，达到他们的要求。
最后出厂水的数值在最右边，前面是我们的担保值。大家可以看到，比较重要的几项指标我们都达到了，而且超过了他们的要求。
再下一个水厂，我想介绍一下我们在上海罗泾水厂做的处理，这个厂的设计规模将来达到22000立方米/天，在冬季会低一些，在20000立方米左右。它的源水是取自于扬子江，这个水质相对于黄浦江来说稍微好一些，但是COD的值也到了3.4毫克/升，UV值到的5.5了。
我们设计的出厂水质是这个表列出来的这样，最后我们保证COD在100%的时候，完全达到小于1.5毫克/升。根据源水和处理的要求，这是最后我们提出来的处理工艺，它就组合了前面的炭反应池，然后是砂滤池，最后进入到了水晶工艺里面。
我们按这个工艺做了一个试验厂的长时间工艺的试验，最后我们试验厂得出的结论是浊度基本上小于0.1左右，UV值是0.8~1.2，COD值是0.6~0.9，超出了业主对于我们的期望值。
最后一个例子，我想跟大家说一下我们现在正在建设的一个法国的APREMONT的水厂，这个水厂非常有特点，是结合了我们整个饮用水处理的工艺。大家可以看到，这个水厂是从水库取水，但是这个水库水的污染程度非常高。TOC是12.1，UV是25.6，高锰酸钾是12.4。这是污染程度非常严重的一个厂。首先我们采用氧化的工艺，然后采取气浮，紧接着再采用上向流炭吸附值，然后用砂滤池，最后是水晶工艺。
因为这个厂正在建设过程中，刚才的工艺等等是经我们小试的时候得出来的，我们在合同里面担保的值是要COD0.2毫克/升，TOC不超过2毫克/升。