任何水源的水都含有雜質,這些雜質有兩種來源:一是自然過程產生的雜質;二是人為因素即工業(yè)廢水及生活污水的污染,這些雜質按尺寸大小可分成懸浮物、膠體和溶解物。懸浮物和膠體是飲用水處理的主要去除對象,粒徑大于0.1mm的泥沙能在水中很快自行下沉較易去除,而粒徑較小的懸浮物和膠體雜質,需投加絮凝劑去除,其中高分子物質的去除比較困難,往往需投加大量絮凝劑方可去除。
給水處理的任務是通過必要的處理方法去除水中雜質,使之符合生活飲用水或工業(yè)使用所要求的水質標準,水處理方法應根據水源水質和用水對象對水質的要求確定。在給水處理中,有的處理方法除了具有某一特定的處理效果外,往往也直接或間接地達到了其他處理目的,通常是幾種水處理方法聯(lián)合使用。在飲用水處理中的常見處理工藝如下:澄清和消毒;除臭、除味;除鐵、除錳和除氟;軟化;淡化和除鹽;預處理和深度處理。
澄清和消毒是以地表水為水源的生活飲用水的常用處理工藝,但工業(yè)用水也常需澄清處理。澄清工藝通常包括混凝、沉淀和過濾,處理對象主要是水中懸浮物和膠體雜質。原水加聚丙烯酰胺或聚合氯化鋁后,經混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮體,而后通過沉淀池進行重力分離。澄清池是絮凝和沉淀綜合于一體的構筑物。濾池是利用粒狀濾料截留水中雜質的構筑物,常置于混凝和沉淀構筑物之后,用以進一步降低水的濁度。完善而有效地混凝、沉淀和過濾,不僅能有效地降低水的濁度,對水中某些有機物、細菌及病毒等的去除也具有一定效果。根據原水水質不同,在上述澄清工藝系統(tǒng)中還可適當增加或減少某些處理構筑物,例如,處理高濁度原水時,往往需設置泥沙預沉池或沉沙池;原水濁度低時,可以省去沉淀構筑物而進行原水加藥后的直接過濾,但在生活飲用水處理中,過濾是必不可少的。大多數(shù)工業(yè)用水也往往采用澄清工藝進行預處理,如果工業(yè)用水要求不高,可以省去過濾而僅需混凝、沉淀工藝。
消毒的作用是使水中致病微生物失去活性,通常在過濾以后進行。主要消毒方法是在水中投加消毒劑以殺滅致病微生物。當前我國采用的消毒劑主要是氯,也有采用漂白粉、二氧化氯及次氯酸鈉等。臭氧消毒在*使用較多,該方法在消毒的同時可以氧化去除水中的部分有機物。
“混凝-沉淀-過濾-消毒”可稱為生活飲用水的常規(guī)處理工藝。我國以地表水為水源的水廠主要采用這種工藝流程。根據水源不同,可增加或減少某些處理構筑物。飲用水處理除了采用上述工藝流程外,在砂濾后還增加活性炭過濾,有的工藝系統(tǒng)則更加復雜。
對于不受污染的天然地表水源,飲用水的處理對象主要是去除水中懸浮物、膠體和致病微生物。對此,常規(guī)處理工藝(即混凝、沉淀、過濾、消毒)是十分有效的。但對于受到污染的水源而言,水中溶解性的有毒有害物質,特別是具有致癌、致畸、致突變的有機污染物(簡稱“三致物質”)或“三致”前體物(如腐殖酸等)是常規(guī)處理方法無法解決的,此時就需要在常規(guī)處理基礎上添加預處理和深度處理。前者置于常規(guī)處理前,后者置于常規(guī)處理后。
預處理和深度處理的主要對象均是水中有機污染物,且主要用于飲用水處理廠。預處理方法主要有:粉末活性炭吸附法、臭氧或高錳酸鉀氧化法、生物濾池、生物接觸氧化池及生物轉盤等生物氧化法等。深度處理主要有以下幾種方法:粒狀活性炭吸附法、臭氧粒狀活性炭連用法或生物活性炭法、合成樹脂吸附法、光化學氧化法、超濾法及反滲透法等。