保证西部小城镇供水安全 需强化常规给水处理工艺

我国水资源短缺情况严重，同时水源污染也日益加剧。水资源安全供给问题已成为社会关注的焦点。而对于我国西部小城镇，受供水水源水质较差、水源单一等诸多情况的影响，供水安全受到更为严峻的威胁。

首先是供水水源水质差。目前从总体上看，西南地区小城镇的供水水源以地表水为主，而西北地区小城镇的供水水源则以地下水为主。对于地表水水源而言，水库水水质较好，次级河流或支流的水质较差；而对于与地表水水源相比水质相对较好的地下水水源，由于水污染的加剧，也正在出现恶化的现象。

此外，西部小城镇供水水源单一也在一定程度上造成了供水的不安全性，同时水源水量随季节变化大，且容易受到污染。

面对如此严峻的供水水源污染现象，由重庆大学倾力打造，旨在引入荷兰可持续发展的理念、技术和经验，提高我国西部小城镇供水等环境基础设施方面发展能力的《中国西部小城镇环境基础设施技术指南》（以下简称为《指南》）明确提出，为保证西部小城镇供水安全，需强化常规给水处理工艺。

对于强化常规给水处理工艺则主要从降低水的浊度入手，改善处理的效果。因为浊度是悬浮物、微生物、有机物等的替代参数，有些资料已证明，降低浊度可降低Ames突变率MR值；而色度主要来源于腐殖质、工业废水排放的有机物和铁、锰等。腐殖质等有机物是消毒副产物的前体物。通过强化的常规处理技术可以有效去除引起色度的有机物。

《指南》指出，该工艺对有机物的去除主要包括在混凝阶段优化混凝剂投加量、调节pH值以及采用新型混凝剂、助凝剂等，强化混凝剂可以提高水中天然有机物质与藻类的去除效果，又可控制氯化消毒副产物的生成；在沉淀阶段采用强化沉淀或气浮技术加强固液分离效果，在过滤阶段主要是通过改善滤料特性，如氧化铝涂层、氧化铁涂层及氧化锰涂层等滤料，不但可以起到传统的截污作用。还可以起到吸附和氧化有机污染物、藻类、细菌及多种离子作用，达到去除重金属离子和小分子有机物的效果。

根据强化效果的不同，该工艺可去除有机物50~70%。该技术不需要新的构筑物，初期资金投入较小，工艺比较简单，日常运行维护费用较低，尤其适用于西部小城镇水厂，是一种经济可行的水质保障技术。

强化混凝

强化混凝是在常规混凝的基础上基于新型混凝剂的开发而发展起来的一种水处理工艺。强化混凝技术是对常规混凝中的药剂、混合、凝聚和絮凝任一环节或多环节的强化和优化，从而进一步提高对水中污染物包括低分子溶解性有机物的净化效果。

传统的给水处理工艺针对良好的水源水质条件并满足不太高的饮用水水质标准而设计，主要目的为除浊、杀菌。随着社会经济的发展，饮用水水源污染的加剧，饮用水处理的难度亦随之增加，而现有水厂处理设施陈旧，技术落后，管理水平低，处理水质达标率低，不能满足人民健康意识日益增强，要求安全的饮用水的需要。而通过改善混凝处理条件，如降低pH、加大混凝剂用量等手段可以改善混凝剂水解产物的形态且使其正电荷密度上升，改变水中有机物离解度和存在形态，降低其溶解度及亲水性，成为较易被吸附的形态，吸附到大量存在的金属氢氧化物颗粒上进行共沉淀，进而提高水中有机物的去除率。所以，改善混凝处理条件（即强化混凝）是提高水处理中有机物去除率的可行且经济有效的途径。强化混凝除了去除浊度等常规指标以外，还能够去除水中50%~80%的有机污染物（包括腐殖质、三卤甲烷和卤乙酸等消毒副产物的前驱物质），并且不需额外增加水处理的设备和构筑物，可以在保证或提高出水水质条件下，保持处理成本相对低廉。

强化过滤

生物强化过滤是针对微污染源水有机污染特征,对常规给水处理的过滤环节进行强化的净水工艺。生物强化过滤的主要工艺形式可以是原有的滤池,也可以是生物滤池. 进水中的污染物与滤池滤料接触产生的物化和生化作用,可使水中的氨氮、亚硝酸盐氮和有机物得到有效去除. 对水厂原有过滤工艺进行强化的生物强化过滤,无需增加处理构筑物,因此受到广泛关注. 滤池滤料通常为活性炭、无烟煤、陶粒、石英砂等,其中石英砂与活性炭、石英砂与无烟煤组合形成双层滤料滤池的形式较多.为了区别于污水生物滤池，故称之为生物活性滤池。

1投加助滤剂强化过滤

早在1968 年Tuepker 和Buescher 就研究发现，在滤前水中增加阳离子聚合物（0.003mg/l）作为助滤剂可明显改善常规过滤出水水质，并能有效阻止由于滤速突然改变所引起的悬浮颗粒穿透。Susumu Kawamura 的研究也证实，使用助滤剂能防止水头损失较高时（如超过1.8m）浊度穿透，保证出水水质，其作用过程和混凝、絮凝过程相似。

向滤前水中投加高分子絮凝剂（助凝剂），能显著降低滤后水中大于1μm 颗粒的含量。

2变革滤料强化过滤

1）沸石滤料强化过滤

沸石是一种架状结构的多孔穴和通道的硅铝酸盐，表面积粗糙，比面积大，有良好的吸附交换性能，是一种天然轻质滤料。

由于离子交换作用，沸石对氨氮的去除率在95%以上，因此，沸石能明显的增强过滤单元去除氨氮的能力，可降低氯耗，提高水质安全性；沸石对水中浊度的平均去除率为65%；对水中CODMnr 的平均去除率大于13%。沸石滤料对水质的影响实验表明，使用沸石作为滤料不会增加水中有害金属浓度。

2）改性石英砂滤料强化过滤

采用某种化学方法将石英砂表面涂覆一层金属氧化物，将滤料表面改性，这种改性石英砂能够显著提高混凝沉淀后含藻水的过滤效果，对藻类的去除率大于65%。

3）颗粒活性炭（GAC）滤料强化过滤

将常规滤池滤料以颗粒活性炭代替，由于GAC 内部具有发达的空隙结构的巨大的比表面积，具有强大的吸附性能，能为微生物提供理想的栖息地，活性炭方根吸附分子量在500~3000 的有机物。生物活性炭滤池滤料上附着的生物量是无烟煤、石英砂滤料的4~8 倍。Kurosawa 等的研究表明，低温下生物活性炭滤池对氮的去除率几乎汪受影响，并对生物可用化有机物（AOC）保持80%以上的去除率。生物活性炭的重要条件是避免预氯化处理。

编辑：张倩