保證西部小城鎮(zhèn)供水安全 需強化常規(guī)給水處理工藝
我國水資源短缺情況嚴重，同時水源污染也日益加劇。水資源安全供給問題已成為社會關注的焦點。而對于我國西部小城鎮(zhèn)，受供水水源水質較差、水源單一等諸多情況的影響，供水安全受到更為嚴峻的威脅。
首先是供水水源水質差。目前從總體上看，西南地區(qū)小城鎮(zhèn)的供水水源以地表水為主，而西北地區(qū)小城鎮(zhèn)的供水水源則以地下水為主。對于地表水水源而言，水庫水水質較好，次級河流或支流的水質較差；而對于與地表水水源相比水質相對較好的地下水水源，由于水污染的加劇，也正在出現惡化的現象。
此外，西部小城鎮(zhèn)供水水源單一也在一定程度上造成了供水的不安全性，同時水源水量隨季節(jié)變化大，且容易受到污染。
面對如此嚴峻的供水水源污染現象，由重慶大學傾力打造，旨在引入荷蘭可持續(xù)發(fā)展的理念、技術和經驗，提高我國西部小城鎮(zhèn)供水等環(huán)境基礎設施方面發(fā)展能力的《中國西部小城鎮(zhèn)環(huán)境基礎設施技術指南》（以下簡稱為《指南》）明確提出，為保證西部小城鎮(zhèn)供水安全，需強化常規(guī)給水處理工藝。
對于強化常規(guī)給水處理工藝則主要從降低水的濁度入手，改善處理的效果。因為濁度是懸浮物、微生物、有機物等的替代參數，有些資料已證明，降低濁度可降低Ames突變率MR值；而色度主要來源于腐殖質、工業(yè)廢水排放的有機物和鐵、錳等。腐殖質等有機物是消毒副產物的前體物。通過強化的常規(guī)處理技術可以有效去除引起色度的有機物。
《指南》指出，該工藝對有機物的去除主要包括在混凝階段優(yōu)化混凝劑投加量、調節(jié)pH值以及采用新型混凝劑、助凝劑等，強化混凝劑可以提高水中天然有機物質與藻類的去除效果，又可控制氯化消毒副產物的生成；在沉淀階段采用強化沉淀或氣浮技術加強固液分離效果，在過濾階段主要是通過改善濾料特性，如氧化鋁涂層、氧化鐵涂層及氧化錳涂層等濾料，不但可以起到傳統(tǒng)的截污作用。還可以起到吸附和氧化有機污染物、藻類、細菌及多種離子作用，達到去除重金屬離子和小分子有機物的效果。
根據強化效果的不同，該工藝可去除有機物50~70%。該技術不需要新的構筑物，初期資金投入較小，工藝比較簡單，日常運行維護費用較低，尤其適用于西部小城鎮(zhèn)水廠，是一種經濟可行的水質保障技術。
強化混凝
強化混凝是在常規(guī)混凝的基礎上基于新型混凝劑的開發(fā)而發(fā)展起來的一種水處理工藝。強化混凝技術是對常規(guī)混凝中的藥劑、混合、凝聚和絮凝任一環(huán)節(jié)或多環(huán)節(jié)的強化和優(yōu)化，從而進一步提高對水中污染物包括低分子溶解性有機物的凈化效果。
傳統(tǒng)的給水處理工藝針對良好的水源水質條件并滿足不太高的飲用水水質標準而設計，主要目的為除濁、殺菌。隨著社會經濟的發(fā)展，飲用水水源污染的加劇，飲用水處理的難度亦隨之增加，而現有水廠處理設施陳舊，技術落后，管理水平低，處理水質達標率低，不能滿足人民健康意識日益增強，要求安全的飲用水的需要。而通過改善混凝處理條件，如降低pH、加大混凝劑用量等手段可以改善混凝劑水解產物的形態(tài)且使其正電荷密度上升，改變水中有機物離解度和存在形態(tài)，降低其溶解度及親水性，成為較易被吸附的形態(tài)，吸附到大量存在的金屬氫氧化物顆粒上進行共沉淀，進而提高水中有機物的去除率。所以，改善混凝處理條件（即強化混凝）是提高水處理中有機物去除率的可行且經濟有效的途徑。強化混凝除了去除濁度等常規(guī)指標以外，還能夠去除水中50%~80%的有機污染物（包括腐殖質、三鹵甲烷和鹵乙酸等消毒副產物的前驅物質），并且不需額外增加水處理的設備和構筑物，可以在保證或提高出水水質條件下，保持處理成本相對低廉。
強化過濾
生物強化過濾是針對微污染源水有機污染特征,對常規(guī)給水處理的過濾環(huán)節(jié)進行強化的凈水工藝。生物強化過濾的主要工藝形式可以是原有的濾池,也可以是生物濾池. 進水中的污染物與濾池濾料接觸產生的物化和生化作用,可使水中的氨氮、亞硝酸鹽氮和有機物得到有效去除. 對水廠原有過濾工藝進行強化的生物強化過濾,無需增加處理構筑物,因此受到廣泛關注. 濾池濾料通常為活性炭、無煙煤、陶粒、石英砂等,其中石英砂與活性炭、石英砂與無煙煤組合形成雙層濾料濾池的形式較多.為了區(qū)別于污水生物濾池，故稱之為生物活性濾池。
1投加助濾劑強化過濾
早在1968 年Tuepker 和Buescher 就研究發(fā)現，在濾前水中增加陽離子聚合物（0.003mg/l）作為助濾劑可明顯改善常規(guī)過濾出水水質，并能有效阻止由于濾速突然改變所引起的懸浮顆粒穿透。Susumu Kawamura 的研究也證實，使用助濾劑能防止水頭損失較高時（如超過1.8m）濁度穿透，保證出水水質，其作用過程和混凝、絮凝過程相似。
向濾前水中投加高分子絮凝劑（助凝劑），能顯著降低濾后水中大于1μm 顆粒的含量。
2變革濾料強化過濾
1）沸石濾料強化過濾
沸石是一種架狀結構的多孔穴和通道的硅鋁酸鹽，表面積粗糙，比面積大，有良好的吸附交換性能，是一種天然輕質濾料。
由于離子交換作用，沸石對氨氮的去除率在95%以上，因此，沸石能明顯的增強過濾單元去除氨氮的能力，可降低氯耗，提高水質安全性；沸石對水中濁度的平均去除率為65%；對水中CODMnr 的平均去除率大于13%。沸石濾料對水質的影響實驗表明，使用沸石作為濾料不會增加水中有害金屬濃度。
2）改性石英砂濾料強化過濾
采用某種化學方法將石英砂表面涂覆一層金屬氧化物，將濾料表面改性，這種改性石英砂能夠顯著提高混凝沉淀后含藻水的過濾效果，對藻類的去除率大于65%。
3）顆；钚蕴浚℅AC）濾料強化過濾
將常規(guī)濾池濾料以顆粒活性炭代替，由于GAC 內部具有發(fā)達的空隙結構的巨大的比表面積，具有強大的吸附性能，能為微生物提供理想的棲息地，活性炭方根吸附分子量在500~3000 的有機物。生物活性炭濾池濾料上附著的生物量是無煙煤、石英砂濾料的4~8 倍。Kurosawa 等的研究表明，低溫下生物活性炭濾池對氮的去除率幾乎汪受影響，并對生物可用化有機物（AOC）保持80%以上的去除率。生物活性炭的重要條件是避免預氯化處理。
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