浅谈我国给水工艺与国外先进技术的差距.doc

浅谈我国给水工艺与国外先进技术的差距简介建国以来我国给水事业无论在科学理论或生产工艺各方面都有了飞跃的发展与进步并取得丰硕的成果这些成果有的已经接近或达到国际先进水平有力地推动了国民经济的发展但从总体看我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离及时了解和总结我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离及时了解和总结我国给水工艺水平发展状况及与国外先进水平的差距才能督促和鼓励给水工作者奋起直追尽快赶上国际水平下面就我们所了解到的现阶段国内与国外给水工艺存在的差距作一粗浅的评价与同行共同研讨关键字浅谈我国给水工艺国外先进技术差距建国以来我国给水事业无论在科学理论或生产工艺各方面都有了飞跃的发展与进步并取得丰硕的成果这些成果有的已经接近或达到国际先进水平有力地推动了国民经济的发展但从总体看我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离及时了解和总结我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离及时了解和总结我国给水工艺水平发展状况及与国外先进水平的差距才能督促和鼓励给水工作者奋起直追尽快赶上国际水平下面就我们所了解到的现阶段国内与国外给水工艺存在的差距作一粗浅的评价与同行共同研讨近年来由于工业的日益发展人类生活水平不断发展提高以及活动范围的逐渐扩大各国的水体都出现了不同程度的污染目前已知的有机化合物达万种人工合成有机物达万之多现已能用现代检测技术从原水中检测出来的已达千百余种因此以饮用水中为代表的卤代有机物的生物致突活性也日益为广大给水技术人员所关注长期以来给水工艺仍然是混合絮凝沉淀过滤和消毒几个阶段宏观上理论上尚无重大突破然而在微观上净化工艺确不断地改进对给水处理的认识也不断地更新理论的继续深化促进了给水工艺水平的提高传统工艺理论主要是建立在以粘土胶体微粒和致病细菌为主要工作对象的基础上随着污染程度的日益加剧和污染源的逐渐增多污染物品种的多样化为给水处理工作者带来新的课题现在给水工程较以往的任何时候都更加注意原水的预处理工作和在传统工艺后面的深度处理这是当前发展最快的方面也是我国和国外给水工艺水平主要差距所在一预处理预处理是设置在传统处理工艺之前的各种处理措施包括格栅筛除原水中的漂浮杂物预氯投加调整原水的值泥砂在预沉池中预沉以及投加粉末活性炭或生物过滤等各种工艺措施我国的预处理工艺主要是格栅隔除漂浮物预氯投加即在长距离输水管的起始点小剂量加氯或在预沉池前投氯以保证充分的消毒效果粉末活性炭的投加多为季节性当水质严重污染时为了去除臭味和有机物而采用的临时性措施由于我国生活水准所限粉末活性炭投加对制水成本影响较大故采用不多如哈尔滨市自来水公司仅在松花江污染严重时季节性投加从投加粉末活性炭的效果看还是令人满意的我国当前在预处理方面与国外先进国家的主要差距在于原水调质和去除水中污染的有机物从西方发达国家情况看原水的调质已是普通采用的水处理手段如日本东京朝霞水厂取用利根川河水年平均值为最高为最低为当选用聚合氯化铝作混凝剂时其最佳混凝值在之间为了提高药效使用氢氧化钠做调质剂调整值其投加量在毫克升之内波动当原水碱度不足而影响混凝剂药效时必须投加碱来提高碱度常用的碱剂有消石灰和碳酸钠日本水道协会还制订了相应的计算公式其中碱剂投加量原水碱度净水中剩余碱度投加毫克升混凝剂药剂的碱度下降量混凝剂投加量提高毫克升碱度所需投加碱剂的量日本札幌市白川水厂年平均投加消石灰毫克升大阪市柴乌水厂消石灰最高投加量为毫克升类似日本的调质方法和设备在发达国家几乎属于必备原水调质不存在技术问题关键在于对调质必要性的认识对水中污染的有机物质的控制和去除是给水工程技术面临的重要课题有机污染的根本控制在于搞好水体保护不被有机物污染那是环保工作者的任务作为给水工程的技术人员的任务是将的影响降到最低程度当前国际上采用的工作有两种一种是改变消毒方式在水处理过程中避免使用氯气当经过常规处理使有机物降到安全界线以下后再加入少量氯以控制管网中细菌的复苏另一种办法则是在预处理中将有机物去除使常规水处理中草药实验保持阴性达到饮用安全目的预处理去除有机物多采用预曝气和生物化学方法即利用水中微生物的新陈代谢去除有机物嗅味氨氮预曝气处理工艺由于水停留较短所以去除率稍差而生物滤池一般负荷较低占用的面积较大运行管理复杂也不普及现在日本研制生物过滤方面取得突破性进展并已应用到生产中去日本大津市膳所水厂年月开始建始生物接触滤池过滤介质采用数毫米孔径的多孔陶瓷质滤料厚度米其原理是通过附着在滤料上的微生物膜过滤原水中的污染物并进行生物分解净化原水和其它生物化学处理方法相比由于单位体积生物量增多而提高了净水效率的去除率达以上氨氮去除率夏季为冬季为该滤池滤速为米小时共个池子单位面积米日处理水量米具有慢滤池的过滤机理和快滤池的生产效率由于滤料表面有合适的凹凸面生物附着性良好使用空气和水反冲洗时生物膜也不剥离该滤池有个方面的特点属生物自然净化方式单位体积生物量多能有效缩短处理水停留时间设备规模小是蜂窝式体积的运行时不需要曝气和循环流因此消耗电力少运行成本低每周冲洗二三次即可易于维护管理因臭味去除率高可以得到较好的水质由于该滤池是生产性构筑物所以在应用上处于国际先进水平二常规处理混合技术理论上早已阐明混合是絮凝的基础要求快速剧烈的混合以促进混凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层使胶体脱稳但在实际工作中对混合长期未给予应有的重视年代中后期加强混合才成为给水界最强调的观点因而也陆续出现了多种混合设备有水力隔板混合水泵混合机械混合混合池槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器从混合设备形式上看我国现有水平不逊于国外先进国家由于混合设备对水力条件输入能量混合方式要求比较严格设备构造上的差异往往造成混合效果相差较大单纯从理论计算上进行混合设计往往和预先设想结果有较大偏差因而影响混合效果国外先进国家对混合设备都作严格的测试以期取得最佳混合效果例如美国混合设备的生产厂家对使用单位所需求的机械混合设备全部按的比例使用不同颜色的塑料珠进行混合测试取得最佳使用效果后方进入施工而我国对混合的测试手段和测试设备不足直接影响混合器效果美国这种作法是我国应当学习和效仿的也是我们与先进国家的差距所在絮凝反应我们的反应设备总体上和国外水平差距不大传统上的絮凝反应多采隔板反应是建立在近壁紊流理论基础上的随着给水理论的深入研究和发展从能量耗散的角度出发提出自由紊流的微旋涡理论我国在此理论之上研制出多种设备反应亦投入生产运行但我国机械反应多为垂直轴机械反应国外平流沉淀池多为水平轴机械反应并采用液力无级变速式电机调频无级变速我国在前一段时间对缩短反应时间很感兴趣所设计的反应池停留时间有的短达分钟认为这样可以减少占地节约投资现在随着实践和对高效反应的认识加深又开始倾向延长反应时间这与国外先进国家的认识趋于一致沉淀池平流沉淀池是给水行业最古老的一种池型大型水厂应用较多我国与国外技术水平相差无几所不同的是国外停留的时间较长一般为小时我国停留时间多为小时选择较长的停留时间可以节约药剂提高沉淀后的水质并有足够的调节余地抗冲击负荷能力较强停留时间短可以节省基建投资减少占地面积具体设计停留时间多长为好这需要根据国家发达程度沉淀后水质指标要求并进行经济技术比较后确定根据我国水质标准和国情采用小时停留时间为好斜管沉淀池是继平流沉淀池之后于年代末年代初发展起来的一种建立在浅池理论上的沉淀设施具有占地面积少沉淀效率高的特点在我国经过近年的应用和发展使沉淀技术日臻完善也积累了许多设计和运行经验是一种成熟工艺近年来在斜管管形上出现了多种形式有山形斜管近菱形斜管旋转放置的正六边形斜管规格上有等多种规格的斜管材质有聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯乙丙共聚等多种材料并且在加工制作上有多项改进从工艺角度看我们并不落后主要差距表现在设计参数选用偏高和监测控制能力较差斜管上升流速我国多选用毫米秒毫米秒国外多选用毫米秒以下另外由于水在斜管沉淀池内停留时间较短一般约分钟至分钟在斜管内停留时间仅分钟由于停留时间短使斜管沉淀池运行管理要求提高国外先进国家自动化程度高在控制上不成问题既使如此有些国家仍在规范中明确规定斜管沉淀池必须设置完备的检测和控制系统如日本我国的监测和控制系统水平较低仪器设备不过关多为人工检查调试给斜管沉淀池稳定运行带来困难加强斜管沉淀池的监测和控制是我们面临的一项任务澄清池澄清池在我国使用普通程度仅次于平流沉淀池和斜管沉淀池悬浮澄清和水力循环澄清池是早期修建现在为了提高效率大多都进行了不同程度的改进我国现在建造的澄清池多为机械加速澄清池用于中小水厂的一级处理但有些大型水厂也选用此种池型如北京新投入运行的水源九厂规模为万米日即为该种池型也有的新建水厂选用脉冲澄清池如南京市新投入运行的上元门水厂规模为万米日由此可见澄清池在我国还是有发展前途的国外先进国家仍在研制新型澄清池以进一步扩大澄清池的适用范围和得到高质量的滤前水法国德克雷蒙公司最新研制出的登萨代澄清池可以认为是新型澄清池的代表该种类型澄清池于年月日在法国巴黎莫桑水厂第三条生产线上投入生产运行日处理水量万米澄清池是将反应板状增稠澄清综合为一体的水处理的构筑物同时配以外部污泥回流和外部投药混合组成的一个完整净水系统该澄清池上升流速达毫米秒一般机械加速澄清池上升流速为毫米秒出水浊度低于具有良好的澄清效果这种澄清池从构造功能上可以分为三部分第一部分为三个同心室将加药混合后的原水和增稠回流的絮体活性污泥混合反应形成絮凝质量好密度高分离性能好的固液两相体系第二部分为预沉降部分在这里泥水固液两相流发生快速分离上部的初沉降水进入斜管澄清区下部的泥浆经沉淀增稠后被连续运转的刮泥机刮入积泥槽后部分回流剩余部分排入污泥处理系统第三部分为斜板澄清区预沉降后的水在这里进一步去除残留絮体从而获得高质量的澄清水该澄清池回流水量仅为最大处理水量的一般机械加速澄清池回流量为处理水量的倍较大地节约了用于回流水量的动力消耗该种澄清池弥补了各种传统澄清池的不足具有如下特点板状澄清区有较高的上升流速毫米秒能产生特别浓的回流污泥克升使回流污泥量极大减少并可以使污泥处理系统省略污泥浓缩池可生产高质量的水浊度低于和通常用的澄清池相比药剂费用节约运行可靠能耐受流量和水质变化的冲击能用于多种水处理工艺如饮用水净化水软化城市污水处理由于澄清池具有以往澄清池所不具备的优势目前已在法国德国推广应用相信不久的将来也将引入我国缩小我国在澄清池方面与先进国家的差距气浮法气浮处理工艺是净水一级处理的另一种形式气浮法是一个古老的处理工艺最早的气浮专利产生于年以后的应用一直集中于冶金选矿直到年代美国开始使用溶解空气气浮处理污水我国于年代末建起了第一批气浮池用于处理含油污水年英国在美国给水协会第届年会上报道了小规模气浮除藻实验年月英国在白雾桥水厂建成英国第一座溶气气浮池作为给水的处理设施我国也于年月建起了溶气气浮池所以从工艺发展来看我国与先进国家几乎是同步进行的近年我国的成都市建起了处理规模达万米日的大型气浮池从给水工艺上看溶气气浮是一种很有发展前途的处理工艺它有许多优点在池中停留时间短一般为分钟因而处理效率较高能有效地处理低温低浊水能较好地解决除藻问题能对被有机物污染水体起曝气作用气浮法产生污泥含水率比沉淀池的低得多池子结构简单造价低我国当前在气浮法处理工艺与先进国家相比差距很小也并非表现在处理工艺水平上而是污泥的处置国外有较完善的污泥处理手段和设备对气浮法产生的污泥处理不成问题而我国由于国情所致给水厂的污泥处理还处于未起步阶段沉淀池产生的污泥一般多重新排入水体而气浮法产生的污泥则不能排入水体必须进行处理当前气浮产生的污泥苦于找不到适于我国国情的费用低廉的污泥处理工艺和设备而使其普及带来困难过滤过滤在水处理上一般称为二级处理通常是设于沉淀澄清气浮等一级设备之后用来进一步降低水中浊度最早的过滤是使用慢滤池这是利用生物膜过滤工艺慢滤池出水水质高但生产效率低当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率快滤池的过滤机理是接触絮凝快滤池发展历史已百余年创造出多种池型有四阀滤池双阀滤池虹吸滤池无阀滤池压滤罐等大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池从滤料上看使用单层砂滤料和砂煤双层滤料的较多三层滤料及三层以上滤料应用较少国外先进国家的过滤设备与我国相比在三个方面有较大改进滤料品种级配的改进辅助冲洗的普遍应用自用水的降低滤料品种和级配的改进方面我国使用的砂滤料粒径一般在毫米不均匀系数一般选在无烟煤滤料一般作为双层滤池的轻质滤料粒径多为不均匀系数多为左右国外正在逐步走向大粒径深厚度的均匀滤料如年建成投产的法国图卢兹市大卫水厂的滤池采用的滤料为滤径毫米的石英砂滤料厚度为米美国年投产的被给水工程界誉为优秀设计的洛杉矶水厂的滤池采用的滤料为直径毫米的无烟煤滤料厚度高达米欧美许多新建的滤池都有向大粒径深厚度方向发展我国近年来也有这种趋势但象洛杉矶水厂那样大胆采用单层煤滤料尚未见到欧美国家普通使用辅助冲洗有水表冲和气冲两种水表冲有设一层的也有在滤料层中再加设一层的气冲则有采用丰字形管布气也有用长柄滤头布气的由于气冲造成滤料间磨擦力加大使滤池冲洗更干净故欧美国家采用气冲更为普遍我们水表冲早有应用气冲也有使用但不普遍其原因是加辅助冲洗后使操作复杂并有可能引起滤料流失随着自动控制的发展我国的辅助冲洗会逐步普及水厂的自用水主要是用于滤池冲洗约占出厂净水量的节约自用水一直是给水工作者努力的目标对于可作饮用水源的水越来越少节约冲洗水量的意义更显得日益突出我国的冲洗强度设计多采用完全膨胀型冲洗即冲洗时整个滤层全部在上升水流作用下膨胀起来呈流化状态强度为升米秒使用水量很大国外近年开始搞大粒径滤料的不膨胀冲洗以节约冲洗水量或采用不完全膨胀冲洗法国德克雷蒙水处理公司的专利型滤池是一种比较先进的滤池设计这种滤池使用单层砂滤料粒径通常在毫米允许扩大到毫米不均匀系数在之间滤料层厚度在米之间冲洗时采用水冲洗气冲洗和表面扫洗相结合滤池在冲洗时完全不膨胀避免了由于水力筛分作用而使小粒径滤料集中于上层该滤池冲洗时先进行气冲强度为升米秒水冲强度为升米秒表面扫洗强度为升米秒由于空气加入使滤料相互摩擦去除滤料表面粘附的絮体然后在冲洗水的作用下被带到滤料表面滤料表面的扫洗将絮体扫入排水槽然后停止气冲冲洗水继续对滤料进行漂洗把残留絮体进一步带出滤料表面被扫洗水带入排入槽这是一种非常有效的冲洗避免了滤床中结泥球冲洗水仅为常规冲洗水量的大大节约了清洁水的使用量表面冲洗所用的水为未经过滤的滤前水所以扫洗时不加重滤池负担冲洗水扫洗水量之和也仅是常规冲洗水量的所以此种滤池是一种滤速较高生产能力强省水经济的滤池在世界上也是比较先进的我国已有水厂引入该种滤池如南京市上元门水厂万吨扩建工程即引入该池种另外型滤池与型滤池相似适用于轻质滤料如活性炭无烟煤或砂煤双层滤料只不过是滤料厚度冲洗顺序作了调整气冲水冲分别进行这里就不详叙了总之型滤池是国外具有代表性的先进滤池中的一种有许多可供我们借鉴学习之处三絮凝剂和絮凝控制技术给水处理中在絮凝药剂投加控制和絮凝剂的使用方面我国还处于一般水平主要反应在絮凝剂的品种少质量低在国外特别是作为原水调质而采用的助凝剂较为普遍我国这方面差距较大在药剂自动投加方面大部分水厂正处于起步阶段对于国外先进的自动控制工艺我国已开始致力于引进和研究絮凝剂和助凝剂的使用情况目前国内外大部分净水厂采用的絮凝剂仍铝盐和铁盐最为普遍我公司主要使用铁盐絮凝剂如三氯化铁硫酸亚铁氯化硫酸亚铁近几年来国外正研制和开发应用新型高效絮凝剂方面进展很快引人注意的是两类絮凝剂一类是无机聚合物絮凝剂另一类为有机高分子聚合物絮凝剂无机聚合物絮凝剂有碱式聚合氯化铝聚合硫酸铝聚合硫氯化铝以及聚合硫酸铁等其中最有代表性的和具有对原水水质变化适应性广混凝净化效果好药剂成本低等特点日本在给水处理中使用的普遍程度已超过了硫酸铝据有关资料介绍我国也有部分水厂应用从八十年代开始各国对有机高分子絮凝剂的研究与应用非常重视目前应用最多的是聚丙烯酰胺类一般根据其作用不同分为阴离子型阳离子型与非离子型有机高分子絮凝剂具有用量少絮体大污泥少等优点因而发展迅速但对其毒性各国学者看法不一在饮用水中使用需慎重日本对之的应用也只是在硫酸铝处理效果不理想时作为辅助方法英美国家对高分子絮凝剂的使用做了最大用量的规定美国对硫酸铝和阳离子聚合物的组合使用越来越广泛因为这不仅减少药剂用量降低泥量而且还增加絮体的物理强度这对高速过滤是必需的阴离子型和非离子型聚合物也常用作助凝剂和助滤剂有机高分子絮凝剂在我国的应用目前仅限于高浊度水的局部地区我国目前采用的主要助凝剂是无机活化硅酸其作用是增加絮凝剂的骨架强度改善絮体结构尤其是对低温低浊水的处理较为有效我国使用该种助凝剂已有四十多年的历史和经验其次是氯作为助凝剂其作用是采用预氯化法破坏起干扰混凝作用的有机物改善混凝效果同时用氯将硫酸亚铁氧化为高价铁提高混凝剂的净化效果但对受污染的原水易生成以三卤甲烷为代表的卤代有机化合物该类物质具有致突变活性因此有待于深入分析和研究絮凝剂的控制投加絮凝控制技术是净化处理的重要环节因此如果控制不好既不能达到预定的水质要求又导致药剂的浪费我们目前大部分净化水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与经验投加相结合的方式人工操作投加该方法的缺点是不能满足连续运行的需要也就不能随水质水量的变化而及时调整投加量同时由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中的水力条件差距较大因此提供的投加率仅能作为实际投加的参考值不仅不准确还带来检验投加效果的滞后性为了解决这些问题近几年来我国有的水司研究应用模拟滤池法控制混凝药剂的投加结果表明可达到自动控制投加及时调整药剂之目的可节约药剂但由于模拟水力条件和生产实际的差距必须及时修正相关关系否则将影响投加准确性当前国外贷款项目基本采用该种方法国内应用尚不广泛在药剂自动投加控制方面国内还先后研究与应用过建立前馈数学模型实现计算机自动控制投加基本控制参数有原水浊度水温值或碱度氨氮耗氯量水量等项基本达到根据原水水量及水质变化及时准确改变投加量在此基础上又发展出建立前馈与后馈数学模型实现计算机优化自动控制系统该方法是在前馈数学模型的基础上又根据沉淀池出水与滤池出水浊度建立后馈控制的数学模型这是国内外比较先进的优化自动控制方法上述建立数学模拟法的关键是要建立实用可靠的数学模型和采用多种准确可靠的连续传感器与投加设备由于国内连续检测仪表与投加设备质量不过关以及在建立数学模型方面所需原始资料准确程度的差异和内容的短缺使该项技术实施比较困难不能得到广泛的应用目前国外投药控制发展趋势已由多参数控制向单因子控制方向发展因为单因子控制不要求建立较复杂的数学模型连续检测传感器单一管理维护方便近几年来这一技术发展很快出现了流动电流投药控制系统和絮凝控制在线检测仪也称连续探测器流动电流投药控制系统是国际上八十年代开始应用的一项新技术它是传统技术上的一个发展是混凝投药控制技术的重大突破该技术是依据混凝理论而产生的混凝理论认为向原水中投加絮凝剂使水中胶体杂质脱稳调节混凝剂的投加量改变胶体的脱稳程度使之利于后续沉淀而描述胶体脱稳程度的重要指标是电位以电位为因子控制混凝剂则成为一种根本性的控制方法而投药后水体剩余絮凝颗粒的流动电流与电位呈线性相关因此测其流动电流能克服测电位的困难并能反映水体中胶体的脱稳程度此项技术是由美国的于年发明的并开始了对流动电流控制混凝投药的研究直至年在美国将超声波技术应用于流动电流检测器成功地解决了传感器表面的清洗和微粒膜及时更换问题使该技术趋于完善与实用化目前美国英国已有数百家水厂应用流动电流技术控制混凝收到良好效果从美国对该技术的一项调查表明原水浊度在变化水量变化范围最低为最高达时应用该技术收到良好的混凝效果平均节约药剂证明该技术是成功的流动电流探测器的使用方法是按生产要求的沉淀水浊度确定一个流动电流值称为控制系统给定值计算机控制中心将流动电流的实测值与给定值比较据此调整投药装置的运行工况从而改变混凝剂的投量最终取得具有理想沉后浊度的水但该仪器在取样系统的可靠性上存在较多的问题主要是由于取样管堵塞造成的此外需要定期检查与调整控制给定值使之始终处于最佳状态其次该方法对于采用有机阴离子高分子絮凝剂时是不适用的流动电流给定值抓住了影响混凝的主要因素其它水质水量药剂效能等因素的变化都可体现流动电流单一因子的变化上从而实现了混凝投药的单因子自动控制该方法尤其对旧水厂的改造更具有实用价值它不仅解决了水厂投药自动控制问题而且对提高水厂的社会经济效益起到主要作用同时将对水处理工艺技术的进步和现代化进程起积极的推动作用目前我国已开始研制该种仪器的工作最近英国水研究中心和伦敦大学研究人员联合研制了一种新的絮凝控制在线检测仪器探测器该仪器根据水中流动悬浮胶体产生的浊度波动极灵敏地显示絮体形成状态可在实验室或现场条件下确定最佳投药量该方法认为絮凝剂投入水中后在水解生成的氢氧化物沉速至最大时投药量为最佳投药后氢氧化物生成时初始浊度会升高但随着絮凝体的形成浊度又下降初始浊度为最大值时的投药量可认为是絮凝最佳投药量因此该仪器把光学方法和微讯息处理计结合使用连续测定加药后水中絮体的实际情况同时直接调节混凝剂的投量和调整值从而获得最佳混凝效果该仪器还特别适合于投药闭路控制系统根据检测器输出的信号利用微机内的优选公式逐步调整混凝剂投加量直到最佳值为止正确选择混凝剂投加量和值将大幅度节省药剂用量几个月内即可偿还投资费用同时对提高出水水质减少供水干管的污垢有很大的社会效益和经济效益预计该种仪器将有广阔的应用前景上述两种单因子自动控制絮凝检测仪是国外先进技术我国正起步研究尚未有应用实例因此今后应上述技术进行积极的引进和研究根据我国国情和水质因素提出可靠的控制方法以缩小我国在混凝控制方面与国外先进水平的差距四消毒杀菌技术和水的深度处理消毒杀菌技术已成为给水处理中不可缺少的处理手段之一随着工农业的发展自年代起由于部分地区的地面水源水质逐渐变差和饮用水水质要求的提高水厂的处理工艺在常规处理基础上向深度处理的趋势发展消毒杀菌技术很长一个时期以来传统的消毒杀菌剂主要是采用氯及其化合物该方法操作技术简单价格低杀菌效果好在国外至今仍为主要杀菌方法之一我国应用更为普遍使用氯气消毒我国与国外的主要差距在于投加的控制手段上目前一般采用容量分析比色法测量投氯后的余氯值依据其余氯值采用浮子加氯机或真空加氯机调节投加量靠人工操作该方法不能提供准确的投加量只是靠经验控制检验投加效果又具有滞后性而国外则采用自动余氯检测仪检测根据余氯量反馈给自动加氯机自动调节投加量这套设施由于国内的余氯检测仪以及氯氨加注自动化设施有待提高目前尚不普及作为新的消毒剂二氧化氯和臭氧是具有发展前途的二氧化氯用于给水处理消毒近年来受到广泛的注意主要是由于它不会与水中的腐殖质反应产生卤代烃一般二氧化氯在水中主要起氧化作用而不是氯化作用因此不容易产生潜在的致突变物有机氯化合物针对我国大多数水厂采用加氯消毒系统改用二氧化氯在原系统基础上加以改造是简易可行的但由于气态二氧化氯在超过四个大气压的压力时会发生爆炸因而不易压缩储存只能在使用现场制造因此安全问题应引起注意二氧化氯最普遍的使用方法是用它来代替预氯处理或混凝沉淀前加氯即作为第一次消毒及氧化滤后水中加氯保持管网余氯可有效地降低三卤甲烷的生成和保证杀菌效果臭氧消毒被认为是在水处理过程中替代加氯的一种行之有效的消毒方法因为臭氧首先是具有很强的杀菌力其次是氧化分解有机物的速度快使消毒后水的致突变性降为最低经臭氧消毒的水中病毒可在瞬间失去活性细菌和病原菌也会被消灭游动的壳体幼虫在很短时间内也会被彻底消除因此国际上已普遍应用特别是法国普及率很高近年来臭氧还作为深度处理的方法在国外被采用但是臭氧的发生和应用是一个高能耗技术目前国外每产生公斤臭氧约需美元而电耗高达度电每公斤臭氧这使广泛应用受到限制并且臭氧对细菌有显著的后增长效果因此近来人们注意将臭氧与其它净水技术结合使用如臭氧一氯臭氧紫外线消毒不仅能获得满意的杀菌效果还能有效地去除饮用水中挥发性有机物据有关资料介绍通过臭氧与其它消毒剂比较研究后得出以下结论从消毒效果后臭氧化二氧化氯氯氯胺而从消毒后水的致突变性看则氯氯胺二氧化氯臭氧由此可显示出采用臭氧消毒的优点水的深度处理水的深度处理主要在于去除原水中的微量有机污染物国外采用深化处理较为普遍我国在水的深化处理方面还处于起步阶段大部分老水厂均未采用深度处理只是部分新水厂采用了活性炭吸附处理目前水的深度处理主要包括活性炭吸附臭氧氧化臭氧和活性炭联用和生物活性炭由于活性炭具有良好的吸附和过滤性能所以被广泛用于水的深度处理活性炭的品种除粉末状和颗粒状外近几年又发展了球状活性炭浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种粉末活性炭多用于预处理粒状球状等活性炭多用于生物活性炭滤池起深度处理作用活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除效果但由于活性炭的再生问题使制水成本大幅度增高在我国的使用受到一定的限制除利用臭氧的增氯化能力与活性炭滤池联用外目前国外还致力于用臭氧与生物活性炭对水做深度净化处理的研究它是当前去除水中有机物质的较为有效的一种深度处理方法在日本引起极大的重视试验和生产实践表明该技术具有如下特点能去除水中溶解性有机物能降低及氨能降低进水中三卤甲烷母体对色度铁锰酚都有去除效果能使试验为阳性的水成阴性但由于该技术耗电量较大使用尚不普及近年来国内外还开展了光化学氧化法去除水中优先污染物的研究年同济大学进行了紫外线臭氧进行深度处理的研究获得令人满意的效果与此同时还进行了采用低压汞灯为光源以二氧化钛为催化剂的光催化氧化处理有机优先污染物的试验获得良好的效果但这些研究目前还未达到应用于生产的阶段我国在这方面的差距主要表现在采用深度处理的普及程度低随着我国改革开放的深化国力的增强相信定会逐步缩小这一差距因作者水平有限文中不足之处在所难免请同行批评指正