[科普中國]-微污染水源水

簡介

不同的水源所含雜質(zhì)的種類和數(shù)量各不相同，即使是同一水源其雜質(zhì)成分與含量也是隨空間和時間而不斷變化。一般來說，當水源水所含的污染物種類較多、性質(zhì)較復(fù)雜，但濃度較低時，通常被稱為微污染水源水。

主要污染源降雨帶來的大氣污染物質(zhì)、地表徑流等來源于土壤中的污染物質(zhì)、未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水、未達標的處理水、養(yǎng)殖業(yè)排放水等。

主要污染物微污染水源水的污染物主要是有機污染物，一部分屬天然有機化合物，例如水中動、植物分解而形成的產(chǎn)物（如腐殖酸等），另一部分則是農(nóng)藥等人工合成有機物，其余還有重金屬離子、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、揮發(fā)酚、氰化物、藻毒素及放射性物質(zhì)等有害污染物質(zhì)。

水質(zhì)特點① 水質(zhì)主要受排入的工業(yè)廢水和生活污水影響，在江河水源上表現(xiàn)為氨氮、總磷、色度、有機物等含量超標。在湖泊水庫水源上，表現(xiàn)為水庫和湖泊水體的富營養(yǎng)化，并在一定時期藻類滋生，造成水質(zhì)惡化，腐爛時有腥臭味并可能含一定量的藻毒素；

② 水中溶解性有機物大量增加，特別是自來水出廠水、管網(wǎng)水經(jīng)常于春末夏初、夏秋之交出現(xiàn)明顯異味，氯耗季節(jié)性猛增。水中有機物多帶負電，增大了混凝劑和消毒劑投量，同時使管壁腐蝕和管網(wǎng)壽命降低；

③ 2002年國家衛(wèi)生部頒布的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》，提出了更高的水質(zhì)標準。而目前已發(fā)現(xiàn)的一些有害微生物較難去除，如賈第氏鞭毛蟲、隱孢子蟲、軍團細菌、病毒等；

④ 內(nèi)分泌干擾物質(zhì)（又稱環(huán)境荷爾蒙）的去除效率不高，這些化學(xué)品不僅具有“三致”作用，還會嚴重干擾人類和動物的生殖功能。

微污染水源的生物預(yù)處理系統(tǒng)微污染水源水的生物預(yù)處理的去除目標水源水預(yù)處理的主要目標是降低有機物和氨氮。由于微污染水源水中有機物含量遠低于生活污水，普遍存在碳源不足，反硝化困難，因此，在預(yù)處理中要外加碳源，過去用甲醇，現(xiàn)在一般改用乙醇，去除有機物和氨氮所用的供氫體則用乙醇和糖。

微污染水源的生物預(yù)處理系統(tǒng)由于活性污泥法難以保持微生物的生物量和降解活性，而生物膜法則能截留微生物和有機物，因此生物預(yù)處理技術(shù)主要是各種生物膜工藝，如生物過濾、生物濾塔、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物流化床等，以及在水源地通過堤岸、沙丘等滲透的土地處理系統(tǒng)等類型．其機理與廢水生物處理相似。

① 生物濾池

生物濾池是目前生產(chǎn)上常用的生物預(yù)處理方法，有淹沒式生物濾池、煤/砂生物過濾及慢濾池等。常用的生物填料有卵石、砂、無煙煤、活性炭、陶粒等。濾池中裝有比表面積較大的顆粒填料，填料表面形成固定生物膜，水流經(jīng)生物膜的不斷接觸過程中，使水中有機物、氨氮等營養(yǎng)物質(zhì)被生物膜吸收利用而去除，同時顆粒填料濾層還發(fā)揮著物理篩濾截留作用。曝氣生物濾池通過輸入壓縮空氣，不僅為生物膜生長提供足夠的溶解氧，而且有助于生物膜的更新，保證有較高生物活性。該工藝的特點是運行費用低，處理效果穩(wěn)定，污染物去除效果好，污泥產(chǎn)量少，且受外界環(huán)境變化的影響較小，處理出水在有機物、臭味、氨氮、鐵、錳、細菌、濁度等方面均有不同程度的降低，使后續(xù)常規(guī)工藝的混凝劑耗量與消毒用氯耗量減少。但運行一定時間的生物濾池易出現(xiàn)填料堵塞、曝氣不均勻的現(xiàn)象，需要進行周期性的反沖洗。

② 生物塔濾

生物塔濾預(yù)處理是非淹沒式生物接觸氧化中的一種形式，特點是池身較高，填料分段安裝，可用彈性填料，也可用粒狀填料，水從上方噴灑流下，與填料的生物膜接觸，自然通風(fēng)供氧。工作原理是污染原水自上而下噴淋在濾池的填料上，使水在填料表面形成薄水層，處理水與生長在填料表面的好氧性生物膜接觸。由于水和生物膜之間的分子擴散和物質(zhì)傳遞，以及好氧性微生物的吸附作用，使污染原水中的有機污染物從薄水層向生物膜轉(zhuǎn)移，從而使污染水得到凈化。

在生物過濾技術(shù)的研究與應(yīng)用過程中，人們發(fā)現(xiàn)高度大于8m左右時，可以克服濾料空隙小所造成的通風(fēng)不良的困難，因此創(chuàng)造了池身很高的濾池。塔式濾池的主要優(yōu)點是負荷高、處理水量大、占地面積小，且對水量、水質(zhì)突然變化的適應(yīng)性較強，其缺點是動力消耗較大，且運行管理較不方便。

一般來說，生物塔濾作為污染水源的預(yù)處理工藝，能有效地去除大部分污染物質(zhì)，但要獲得安全水質(zhì)，還必須結(jié)合適當?shù)暮罄m(xù)處理。

③ 生物轉(zhuǎn)盤

生物轉(zhuǎn)盤在污水處理中已廣泛采用，目前在給水處理領(lǐng)域，對某些污染程度較為嚴重的微污染水進行了一些探索。日本、我國臺灣地區(qū)以及國內(nèi)學(xué)者的試驗研究表明，采用生物轉(zhuǎn)盤預(yù)處理在適宜水力負荷下可有效改善微污染水水質(zhì)。生物轉(zhuǎn)盤的特點表現(xiàn)為，生物膜能夠周期性運行于空氣與水兩相之中，微生物能直接從大氣中吸收需要的氧氣（降低了溶液中氧傳質(zhì)的難度），更有利于生物降解過程的進行。轉(zhuǎn)盤上生物膜生長面積大，生物量豐富，不存在類似于生物濾池的堵塞情況，有較好的耐沖擊負荷能力，脫落膜易于清理處置。缺點是生物氧化接觸時間較長，構(gòu)筑物占地面積大，盤片價格較貴，基建投資高。

④ 生物接觸氧化

該工藝是在池內(nèi)設(shè)置人工合成的填料，經(jīng)過充氧的水，以一定的速度循環(huán)流經(jīng)填料，通過填料上附著的生物膜的絮凝吸附和氧化作用，使水中可生化利用的污染物質(zhì)得到降解去除。生物接觸氧化法的主要優(yōu)點是處理能力大，對沖擊負荷有較強的適應(yīng)性，污泥生成量少；缺點是填料間水流緩慢，水力沖刷小，如果不另外采取工程措施，生物膜只能自行脫落，更新速度慢，膜活性受到影響，某些填料，如蜂窩管式填料還易引起堵塞，布水布氣不易達到均勻。另外填料價格較貴，加上填料的支承結(jié)構(gòu)，投資費用較高。2