【摘 要】简要介绍了饮用水传统处理工艺存在的问题和多种行之有效的新型水处理工艺，以提高饮用水水质，保证饮用水卫生安全。
【关键词】微污染水源；工艺；预处理；深度处理
1传统饮用水工艺及问题
随着我国社会与经济的发展，我国供水行业所面临的突出问题是水质问题，一方面水源普遍受到污染，另一方面水质需求标准不断提高。而我国城市自来水水质明显低于国外发达国家。原因一方面是由于我国现有水源均有不同程度的污染，而另一方面是由于我国大多数水厂仍然采用的是常规饮用水处理工艺：混凝-沉淀-过滤-消毒。这种常规处理工艺主要去除对象是原水中的浊度、色度、悬浮物、胶体杂质和细菌。通过投加混凝剂，使水中的胶体和细小悬浮物相互聚合，形成较大颗粒絮体，再通过沉淀进行分离。过滤则进一步截留沉淀后水中残留的杂质，降低水的浊度。
自20世纪70年代初美国环保局在饮用水中检测出致突变的三氯甲烷以来，水中有机物对健康的危害引起人们越来越多的关注。如何获得安全可靠的饮用水已成为给水领域的研究热点。这些研究主要集中在三个方面：减少水中人工合成有机物的含量、控制消毒副产物的生成及提高饮用水的生物稳定性。这三方面的研究均可归于去除水中的各种有机物。水源水中的污染物主要是天然有机物，是动植物在自然循环和代谢过程中腐烂分解所产生的物质，其主要成分是腐殖质，表面含有多种官能团，能够与钙、镁、锰等大分子金属离子络合，从而影响水处理中混凝效果。腐殖质是水处理工艺中最为难处理的部分，在一般的混凝条件下很难得到有效地去除。腐殖酸的存在，一方面会使水中金属离子和微量元素含量下降，矿化度降低，从而破坏了某些人体必需元素如Ca、Mg、Mn、V、Mo等的吸附和平衡；另一方面，可以影响金属离子的毒性和生物有效性。腐殖质本身对人体并没有毒害作用，但它属于难降解有机物，且具有较高的卤代活性，是最常见的三卤甲烷（THMs）前体物质，易在水厂加氯过程中形成消毒副产物DBPs和三卤甲烷类致癌物质。治理微污染水源特别是去除水中有毒有害物质成为饮用水处理中亟待解决的问题。面对传统工艺的以上问题，多种行之有效的新型水处理工艺已被开发出来，以提高饮用水水质。
2 强化常规工艺
强化常规处理包括强化混凝、强化沉淀与气浮和强化过滤等。强化混凝主要是基于混凝剂投加量的提高或混凝过程pH条件的控制，包括最大化去除颗粒物和浊度，最大化去除水体有机物和DBPs前体物，减小混凝剂的残余量，减少污泥产量，最小化生产成本等。强化沉淀的措施主要是优化斜板间距、优化沉淀区流态、优化排泥，采用斜管代替斜板的斜管沉淀、拦截式沉淀等；而强化气浮则主要是优化气浮的接触区和分离区、优化进水和出水、优化各区流态、气浮与预氧化结合技术、实现高速气浮与多功能气浮等。强化过滤技术可以通过对滤池滤速的控制，采用新型或多层的滤料，增加预处理以及投加助滤剂等方式实现，而其中最为关键的是滤料的选择。
3 预处理技术
吸附预处理技术是指利用物质的吸附性能或交换作用来去除水中污染物的方法。目前用于水处理的吸附剂有活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、多孔合成树脂、活性炭纤维等。粉末活性炭（PAC）是其中应用最为广泛的方法，是将PAC和混凝剂一起投加于原水中以吸附有机物，参与混凝沉淀过程后残留于污泥中，但由于其费用较高且活性炭的吸附能力得不到充分的发挥，故一般应用于原水季节性水质恶化或水质变化时。化学氧化预处理是一种传统处理方法，指向微污染水源水中投加化学氧化剂，以氧化分解水中的有机物和控制消毒副产物，同时还能有效去除水中大量存在的藻类。目前，目前主要热点是各氧化剂之间的协同作用，使饮用水源中的各种有机物得到彻底的去除。生物预处理是指在常规处理工艺之前，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除原水中可生物降解的有机物及可能在加氯后致突变物质的前驱物和氨氮，亚硝酸盐等污染物，再通过改进的传统工艺处理，使处理后的水质改善。常用方法有生物滤池、生物转盘、生物流化床，生物接触氧化池和生物活性炭滤池。
4 深度处理
饮用水深度处理是指在常规处理的基础上，采取进一步的措施将常规工艺不能有效去除的微量有机污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水水质的安全。这些技术主要包括：高级氧化技术、活性炭吸附技术、生物活性炭、臭氧-生物活性炭技术和膜技术等。其中，膜技术已经在水处理领域中得到了普遍的认可，其中微滤（MF）和超滤（UF）技术的应用最为广泛。膜技术自开始应用于水处理领域以来，由于其对于颗粒物、细菌和微生物的有效截留而得到广泛关注。在饮用水处理中常用的膜可以分为四类：即微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）。微滤和超滤为低压膜，其主要区别就是孔径大小不同，前者孔径大于0.1 μm，主要去除悬浮分颗粒、细菌和部分病毒，后者孔径范围在0.01-0.1 μm之间，主要应用于大分子或细小胶体以及病毒、细菌的截留。纳滤膜可以有效地截留多价离子，但是对单价离子的截留性很差。RO膜几乎可以截留所有水中的溶质。而其中超滤（UF）和微滤（MF）技术由于操作压力低、出水水质稳定在给水处理中的应用不断发展，已具有取代传统饮用水处理的潜力，已成为应用最为广泛的膜技术。微滤和超滤膜去除水中污染物的过程是通过膜孔的直接筛除作用，对污染物的去除有极好的稳定性。
5 结语
饮用水水源遭受有机污染现象日趋普遍和严重，传统净水工艺难以满足生产合格饮用水的要求。新型的水处理技术设备将逐步替代现有工艺设备，成为未来市场主流。
参考文献
[1]严煦世，范瑾初.给水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[2]王志伟，王增长.水源水中有机物的类别与处理方法[J].科技情报开发与经济，2007（3）.
[3]Camel V， Bermond A. The use of ozone and associated oxidation processes in drinking water treatment[J].Water Research，1998（11） .
[4]肖华，周荣丰.微污染水源水处理技术的现状与发展[J].北方环境，2005（1）.
【关键词】微污染水源；工艺；预处理；深度处理
1传统饮用水工艺及问题
随着我国社会与经济的发展，我国供水行业所面临的突出问题是水质问题，一方面水源普遍受到污染，另一方面水质需求标准不断提高。而我国城市自来水水质明显低于国外发达国家。原因一方面是由于我国现有水源均有不同程度的污染，而另一方面是由于我国大多数水厂仍然采用的是常规饮用水处理工艺：混凝-沉淀-过滤-消毒。这种常规处理工艺主要去除对象是原水中的浊度、色度、悬浮物、胶体杂质和细菌。通过投加混凝剂，使水中的胶体和细小悬浮物相互聚合，形成较大颗粒絮体，再通过沉淀进行分离。过滤则进一步截留沉淀后水中残留的杂质，降低水的浊度。
自20世纪70年代初美国环保局在饮用水中检测出致突变的三氯甲烷以来，水中有机物对健康的危害引起人们越来越多的关注。如何获得安全可靠的饮用水已成为给水领域的研究热点。这些研究主要集中在三个方面：减少水中人工合成有机物的含量、控制消毒副产物的生成及提高饮用水的生物稳定性。这三方面的研究均可归于去除水中的各种有机物。水源水中的污染物主要是天然有机物，是动植物在自然循环和代谢过程中腐烂分解所产生的物质，其主要成分是腐殖质，表面含有多种官能团，能够与钙、镁、锰等大分子金属离子络合，从而影响水处理中混凝效果。腐殖质是水处理工艺中最为难处理的部分，在一般的混凝条件下很难得到有效地去除。腐殖酸的存在，一方面会使水中金属离子和微量元素含量下降，矿化度降低，从而破坏了某些人体必需元素如Ca、Mg、Mn、V、Mo等的吸附和平衡；另一方面，可以影响金属离子的毒性和生物有效性。腐殖质本身对人体并没有毒害作用，但它属于难降解有机物，且具有较高的卤代活性，是最常见的三卤甲烷（THMs）前体物质，易在水厂加氯过程中形成消毒副产物DBPs和三卤甲烷类致癌物质。治理微污染水源特别是去除水中有毒有害物质成为饮用水处理中亟待解决的问题。面对传统工艺的以上问题，多种行之有效的新型水处理工艺已被开发出来，以提高饮用水水质。
2 强化常规工艺
强化常规处理包括强化混凝、强化沉淀与气浮和强化过滤等。强化混凝主要是基于混凝剂投加量的提高或混凝过程pH条件的控制，包括最大化去除颗粒物和浊度，最大化去除水体有机物和DBPs前体物，减小混凝剂的残余量，减少污泥产量，最小化生产成本等。强化沉淀的措施主要是优化斜板间距、优化沉淀区流态、优化排泥，采用斜管代替斜板的斜管沉淀、拦截式沉淀等；而强化气浮则主要是优化气浮的接触区和分离区、优化进水和出水、优化各区流态、气浮与预氧化结合技术、实现高速气浮与多功能气浮等。强化过滤技术可以通过对滤池滤速的控制，采用新型或多层的滤料，增加预处理以及投加助滤剂等方式实现，而其中最为关键的是滤料的选择。
3 预处理技术
吸附预处理技术是指利用物质的吸附性能或交换作用来去除水中污染物的方法。目前用于水处理的吸附剂有活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、多孔合成树脂、活性炭纤维等。粉末活性炭（PAC）是其中应用最为广泛的方法，是将PAC和混凝剂一起投加于原水中以吸附有机物，参与混凝沉淀过程后残留于污泥中，但由于其费用较高且活性炭的吸附能力得不到充分的发挥，故一般应用于原水季节性水质恶化或水质变化时。化学氧化预处理是一种传统处理方法，指向微污染水源水中投加化学氧化剂，以氧化分解水中的有机物和控制消毒副产物，同时还能有效去除水中大量存在的藻类。目前，目前主要热点是各氧化剂之间的协同作用，使饮用水源中的各种有机物得到彻底的去除。生物预处理是指在常规处理工艺之前，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除原水中可生物降解的有机物及可能在加氯后致突变物质的前驱物和氨氮，亚硝酸盐等污染物，再通过改进的传统工艺处理，使处理后的水质改善。常用方法有生物滤池、生物转盘、生物流化床，生物接触氧化池和生物活性炭滤池。
4 深度处理
饮用水深度处理是指在常规处理的基础上，采取进一步的措施将常规工艺不能有效去除的微量有机污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水水质的安全。这些技术主要包括：高级氧化技术、活性炭吸附技术、生物活性炭、臭氧-生物活性炭技术和膜技术等。其中，膜技术已经在水处理领域中得到了普遍的认可，其中微滤（MF）和超滤（UF）技术的应用最为广泛。膜技术自开始应用于水处理领域以来，由于其对于颗粒物、细菌和微生物的有效截留而得到广泛关注。在饮用水处理中常用的膜可以分为四类：即微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）。微滤和超滤为低压膜，其主要区别就是孔径大小不同，前者孔径大于0.1 μm，主要去除悬浮分颗粒、细菌和部分病毒，后者孔径范围在0.01-0.1 μm之间，主要应用于大分子或细小胶体以及病毒、细菌的截留。纳滤膜可以有效地截留多价离子，但是对单价离子的截留性很差。RO膜几乎可以截留所有水中的溶质。而其中超滤（UF）和微滤（MF）技术由于操作压力低、出水水质稳定在给水处理中的应用不断发展，已具有取代传统饮用水处理的潜力，已成为应用最为广泛的膜技术。微滤和超滤膜去除水中污染物的过程是通过膜孔的直接筛除作用，对污染物的去除有极好的稳定性。
5 结语
饮用水水源遭受有机污染现象日趋普遍和严重，传统净水工艺难以满足生产合格饮用水的要求。新型的水处理技术设备将逐步替代现有工艺设备，成为未来市场主流。
参考文献
[1]严煦世，范瑾初.给水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[2]王志伟，王增长.水源水中有机物的类别与处理方法[J].科技情报开发与经济，2007（3）.
[3]Camel V， Bermond A. The use of ozone and associated oxidation processes in drinking water treatment[J].Water Research，1998（11） .
[4]肖华，周荣丰.微污染水源水处理技术的现状与发展[J].北方环境，2005（1）.