我国微污染水源水处理技术.pdf

我国微污染水源水处理技术

微污染水源水是指受到工农业和生活污水污染，其中部分项目超
过《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中Ⅲ类水体规定标准
的饮用水源水。近年来，我国饮用水源水质面临的形势非常严峻，主
要是有机污染，并由此引发水源藻类污染和饮用水消毒副产物的风险
〔1,2〕。现有水厂常规处理工艺已不能有效保证水厂对出水中污染物
质的去除效果。经近年来的研究和探索，微污染水源水饮用水处理技
术取得了长足发展。笔者综述了我国具有较好实际应用价值的微污染
水源水处理技术的研究进展，以指导今后的理论研究和工程实践。

1微污染水源水生物预处理技术
微污染水源水生物预处理技术借助微生物的新陈代谢作用，在常
规净水工艺之前增加生物处理单元，对微污染水中的有机物、氨氮等
污染物质进行一定程度的去除，以减轻常规处理和深度处理的负荷，
改善出水水质〔3〕。相对于污水而言，微污染水源水中的有机物、氨
氮和亚硝酸盐氮的浓度一般都很低，对微污染水源水处理起主导作用
的微生物绝大多数属于好氧贫养型微生物，对有机物的吸附能力强、
吸附速度快、吸附容量也较大，具有生命周期长、繁殖缓慢的特征。
生物膜法因微生物附着在载体填料上，相对而言能获得相对稳定的生
长环境，适合于生命周期长的微生物生存和繁殖，因而绝大多数生物
预处理都采用生物膜的形式。目前采用生物膜法的生物预处理技术主
要有人工湿地、生物接触氧化法、曝气生物滤池、生物流化床、生物
塔滤、生物转盘等以及从这些技术发展而来的一些方法，其中以生物
接触氧化法和曝气生物滤池研究及应用最为深入和广泛。
杨旭等〔4〕研究了潜流式人工湿地对黄河微污染水的处理效果，
NH3-N、NO3--N、NO2--N的平均去除率可以达到35%~40%，
TN的平均去除率为25%~35%。于方田等〔5〕用复合滤床曝气生物
滤池工艺处理黄河微污染水，在水力负荷为1.5m3/（m2·h）、气水
比为（0.5~0.8）∶1，复合滤床曝气生物滤池对CODMn、NH3-N、
浊度和色度的平均去除率分别达到65％、90％、97％、58%。刘金香
等〔6〕探讨沸石-陶粒曝气生物滤池工艺对微污染水中CODMn、
NH3-N等污染物质的去除效果，在水力负荷为1.2m3/（m2·h）、
气水比为1∶1时，CODMn和NH3-N的平均去除率分别为36.31%
和94.4%。王云波等〔7〕采用臭氧-生物沸石的除污染组合工艺处理
湘江水，生物膜成熟后在投加臭氧质量浓度为2.2mg/L，水力负荷为
2.3m3/（m2·h）时，工艺对CODMn和NH3-N的去除率分别为
53.6%和86.1%。陆洪宇等〔8〕针对微污染高浊度水源水的水质特点，
采用接触氧化/生物过滤组合工艺对其进行预处理，组合工艺对
CODMn和UV254的平均去除率分别为33.3%和23.4%。王利平等
〔9〕将TiO2负载于聚丙烯（PP）填料而制成TiO2/PP复合填料，将
其用于光催化氧化预处理微污染湖泊水，对CODMn、UV254、NH3-
N、TP和叶绿素a的平均去除率分别为18.77%、16.44%、11.94%、
20.27%、38.74%。
生物预处理是在常规工艺之前对水中氨氮和有机物预去除或转化
的一种有效方法。人工湿地占地面积大、冬季效果不稳定成为制约其
在实际工程中广泛应用的主要原因，生物接触氧化法和曝气生物滤池
及由两者发展而来的工艺目前成为水源水预处理的主导工艺，光催化
氧化预处理及其他一些方法主要处于试验研究阶段，实际应用鲜有报
道。但是总体来说生物预处理本身也存在一定的局限性，由于运行效
果受水温等诸多因素的影响，对微量难生物降解的有机污染物没有效
果，微生物新陈代谢产物及微生物本身的物质特性及对人体健康还可
能存在一定影响。
2微污染水源水深度处理技术
微污染水源水深度处理是在常规处理工艺之后，采取适当的方法，
将现行工艺不能有效去除的溶解性有机污染物、DBPs前驱物、微量化
学物质、异嗅异味物质以及某些病原微生物如隐孢子虫等进行强化去
除，以提高和保证饮用水水质安全〔1〕。目前应用较为广泛的微污染
水深度处理技术包括活性炭吸附技术、生物活性炭技术、膜过滤技术、
臭氧氧化技术、臭氧-生物活性炭技术以及各种高级氧化的联用技术，
其中以膜过滤技术和臭氧-生物活性炭技术应用最为广泛。
2.1膜过滤深度处理技术
膜过滤技术是以压力差为推动力，使水相中的一种或几种物质有
选择性地经过传质作用通过膜或膜组件，达到分离污染物质、纯化水
质的目的。常用的膜技术包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）
和反渗透（RO），这些工艺具有适应性强，处理规模可大可小，易于
实现自动化等特点。随着膜材料价格的逐年降低，膜过滤技术在饮用
水处理中具有广泛的应用前