崔福義 石明巖
(哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院)

　　 摘 要：本文以常規(guī)水處理工藝為研究對(duì)象，通過小試及中試研究，證明常規(guī)水處理工藝能去除原水中約2／3的COD_Mn，認(rèn)為強(qiáng)化常規(guī)工藝是不容忽視的除污染途徑之一。研究還發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)化混凝沉淀環(huán)節(jié)是提高水處理系統(tǒng)除污染能力的關(guān)鍵。在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)充分利用常規(guī)工藝的除污染能力，必要時(shí)輔以深度處理措施，從而以最經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)捷的方式解決飲用水除污染問題。
　　關(guān)鍵詞：常規(guī)，水處理；除污染

　　水源污染是我國(guó)城市面臨的普遍問題，給飲用水安全帶來嚴(yán)重威脅，由水質(zhì)問題所造成的水質(zhì)災(zāi)害的損失不亞于洪澇災(zāi)害的損失。水源污染給供水行業(yè)造成很大壓力。面對(duì)污染嚴(yán)重的水源水和不斷提高的水質(zhì)要求，研究開發(fā)各種除污染工藝是當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)水污染主要是有機(jī)物污染的情況，研究較多們是以氧化為主的預(yù)處理工藝和以臭氧-活性炭為代表的深度處理工藝，以及各種膜處理工藝等。雖然這些工藝在飲用除污染性能上各具特色，但是存在的問題是或者要求改變現(xiàn)有的常規(guī)水處理工藝流程，或者顯著地增加水處理費(fèi)用。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)水廠沿用的還是常規(guī)處理技術(shù)，要增加專門的除污染工藝存在著技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的困難。急需研究適合國(guó)情的、經(jīng)濟(jì)有效的安全水處理技術(shù)。
　　事實(shí)上，以混凝澄清為主的常規(guī)水處理工藝雖然主要功能是除濁，但是也有相當(dāng)?shù)某廴灸芰Γ驗(yàn)樗杏幸徊糠址侨芙庑缘挠袡C(jī)污染物可以伴隨濁廢物質(zhì)的去除而去除，一些溶解性的有機(jī)污染物也可能附著于濁度物質(zhì)上而被去除。充分發(fā)揮常規(guī)工藝的除污染能力，減輕或省略專門的除污染工藝，無疑是經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的除污染方法，特別適合于解決普遍存在的舊水廠改造問題。為此，本文擬通過實(shí)驗(yàn)，就常規(guī)工藝的除污染能力做一些初步的探討。

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　 實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室小試和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中試。在實(shí)驗(yàn)室以自來水和經(jīng)沉淀分選后的粘土配置成渾水，必要時(shí)添加腐殖酸，模擬有一定有機(jī)物濃度的天然微污染原水，作為小試用水。中試以實(shí)際松花江水為原水，并選擇不同有機(jī)物含量的水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。混凝劑為聚合鋁。原水水質(zhì)條件見表1。以COD_Mn為代表有機(jī)物含量的綜合指標(biāo)。
　　 小試為燒杯混凝實(shí)驗(yàn)加濾柱過濾；中試采用一套水處理連續(xù)運(yùn)行模型，工藝流程為機(jī)械攪拌混凝、斜管沉淀、石英砂過濾。實(shí)驗(yàn)的工藝參數(shù)見表2。

2.常規(guī)工藝對(duì)GODMn的去除能力

　　在小試和中試實(shí)驗(yàn)中，通過投加不同量的混凝劑，改變沉淀水濁度，并得到不同的COD_Mn去除情況。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，典型結(jié)果如圖1、2所示，發(fā)現(xiàn)盡管小試和中試采用不同的裝置、不同的水樣，但得到的結(jié)果是相近的：1) 在多數(shù)情況下，混凝沉淀環(huán)節(jié)可以去除原水中約50％或以上的COD_Mn，并且該階段的去除率占總?cè)コ实?0％—90％；2)過濾環(huán)節(jié)僅能去除10％左右的COD_Mn，其除污染能力相對(duì)較小33)小試系統(tǒng)對(duì)COD_Mn的總?cè)コ试?0％左 右，中試系統(tǒng)對(duì)COD_Mn的總?cè)コ始s為70％。可見常規(guī)工藝具有不容忽視的除 污染能力，而且以混凝沉淀起主要作用，強(qiáng)化混凝是增強(qiáng)水處理系統(tǒng)除有機(jī)物能力的關(guān)鍵。

3.濁度及原水GODMn含量的影響

3.1 沉淀水濁皮的影響
　　由圖1、2所示的實(shí)驗(yàn)中，沉淀水濁度升高，在小試中導(dǎo)致COD_Mn的去除率下降，在中試中無明顯規(guī)律性。由于中試的實(shí)驗(yàn)用水及水處理?xiàng)l件更接近生產(chǎn)過程，因此可以判斷沉淀水濁度不對(duì)有機(jī)物的去除有明顯的影響。
　　圖3、4所示的幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣也能說明上述問題。隨沉淀水濁度的升高，濾后出水的COD_Mn泄漏有所增加，但多數(shù)條件下增加幅度不大。如在圖4的中試實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)沉淀水濁度在：5—15NTU之間變化時(shí)，濾后出水的COD_Mn變化量?jī)H在O.4mg/L左右。這說明盡管沉淀水濁度在較大范圍內(nèi)變化，仍可以保證濾后出水的有機(jī)物含量在一個(gè)相近的較低水平上。因此在生產(chǎn)上，為了降低出水的有機(jī)物含量而去設(shè)法降低沉淀水濁度的辦法不一定是很必要的。以往的研究發(fā)現(xiàn)，沉淀水濁度是關(guān)系水處理運(yùn)行費(fèi)用的重要指標(biāo)，存在最經(jīng)濟(jì)的沉淀水濁度。因此上述觀點(diǎn)可使水處理系統(tǒng)在不明顯降低對(duì)有機(jī)物去除能力的前提下，按最經(jīng)濟(jì)沉淀水濁度來確定運(yùn)行條件，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.2濾后水濁度的影響
　　圖5、6為在不同原水COD_Mn含量下，濾后水濁度對(duì)濾后水COD_Mn含量的影響情況。在小試中，當(dāng)原水COD_Mn較高時(shí)，隨濾后水濁度的升高，濾后水的COD_Mn也快速增加；當(dāng)原水COD_Mn較低時(shí)，隨濾后水濁度的升高，濾后水的COD_Mn，增加較少。更為接近實(shí)際情況的中試表明，多數(shù)情況下，當(dāng)濾后水濁度在l—2NTU之間時(shí)，濾后水濁度變化對(duì)濾后水中COD_Mn的影響不大。由圖中發(fā)現(xiàn)：濾后出水COD_Mn 主要受原水COD_Mn的影響。在原水COD_Mn達(dá)到8.81mg／L時(shí)，保持濾后水濁度不超過2NTU，就可以保證其COD_Mn不超過3mg/L。

5.討論與結(jié)論

　　傳統(tǒng)上，普遍認(rèn)為常規(guī)水處理工藝雖然有一定的除污染能力，但去除率較低，而且為了降低處理后水中的有機(jī)物含量，要盡量降低沉淀水和出水的濁度。但是本實(shí)驗(yàn)研究得到了一些不同的結(jié)果：
　　①常規(guī)水處理工藝可以去除原水中60％—70％的COD_Mn,其中混凝沉淀環(huán)節(jié)起主要的作用。
　　②過濾環(huán)節(jié)的除污染功效相對(duì)較小，但COD_Mn的去除率也在10％左右。
　　③濾后出水中的COD_Mn含量主要受原水COD_Mn濃度的影響，沉淀水濁度對(duì)此影M向較小。
　　上述研究結(jié)論表明，多數(shù)有機(jī)污染物可以由常規(guī)水處理工藝去除，常規(guī)工藝的除污染能力是不容忽視的，特別是要重視混凝沉淀環(huán)節(jié)，這是提高水處理系統(tǒng)除污染能力的關(guān)鍵。加強(qiáng)常規(guī)工藝是解決飲用水污染問題的一種經(jīng)濟(jì)有效的手段，在污染較輕的情況下，通過強(qiáng)化常規(guī)工藝就可以解決除污染問題；在污染較重的情況下，可以利用常規(guī)工藝去除大部分污染物，減輕專項(xiàng)除污染工藝的負(fù)荷，降低水處理費(fèi)用。
　　因此，在研究水處理工藝最佳條件時(shí)，不僅應(yīng)考慮除濁的效果，還應(yīng)考慮除有機(jī)物的效果，以取得最佳的綜合效益。
　　本文主要強(qiáng)調(diào)了應(yīng)重視常規(guī)水處理工藝除污染能力的問題。文中提出的一些觀點(diǎn)還應(yīng)在更廣泛的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證。