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一、概況
　　隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，作為城鎮基礎設施重要組成內容的我國給水事業(yè)得到了快速發(fā)展。
　　據不包臺灣和香港地區的統計，1995年我國設市城市640年，供水能力已達1.925億立方米/日，全年供水量482億立方米，分別較1990年增加了35.4%和26.0%，年平均增長(cháng)率分別為6.25%和4.73%。1995年城市供水人口2.21億人，供水普及率93%。人均平均日綜合用水量為595.2升，其中生活用水量為195.4升。水處理設備世韓純凈水處理設備,反滲透水處理設備,
　　由于村鎮建設的發(fā)展和衛生水平的提高，縣城和村鎮的給水也有了迅速擴大。1995年縣城的供水能力已達2397.8萬(wàn)立方米/日，年供水總量48.11億立方米；村鎮供水能力1916.2萬(wàn)立方米/日，年供水總量67.4億立方米。
　　為了充分利用水資源，合理供水布局，提高地區整體的水質(zhì)和管理水平，在一些經(jīng)濟較發(fā)達的地區已在建設和規劃包括若干中心城市在內的較為廣域供水系統。例如，已建成的浙江黃（巖）、椒（江）、溫（嶺）供水系統和籌劃中的江蘇蘇南區域供水工程（規劃供水范圍將達1700平方公里，包括江陰、武進(jìn)、錫山等三市的43個(gè)村鎮）。
　　隨著(zhù)給水事業(yè)的蓬勃發(fā)展，給水技術(shù)水平也有了相應提高。為適應給水事業(yè)的發(fā)展，進(jìn)行了大量科研，取得了不少突破成果，并有一批有代表性的給水項目相繼建成。供水水質(zhì)要求的不斷提高又為給水技術(shù)發(fā)展提出了新的要求。
　　我國地域廣大，各地水源水質(zhì)條件差異明顯。
　　我國不少地區由于地下水的集中或過(guò)量開(kāi)采，已造成了地下水位的急劇下降和引起地面沉降等環(huán)境問(wèn)題，正在采取措施壓縮地下水的開(kāi)采。國內大部分水廠(chǎng)多采用地面水源，分別取自江河、湖泊和水庫。按照原水水質(zhì)條件和水處理要求的不同，地面水源大致有以下5類(lèi)：
　　1．未受污染或輕度污染的地面水：水體符合國家規定的《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》I、II類(lèi)水體的水質(zhì)指標，且濁度和水溫均屬正常范圍，處理的目的主要是去除濁度和達到微生物學(xué)衛生指標；
　　2微污染的地面水：水體受環(huán)境污染，某些指標已超過(guò)《地面水體環(huán)境質(zhì)量標準》中III類(lèi)水體的規定。目前我國七大水系和內陸河流近年來(lái)已受到不同程度的污染，特別在工業(yè)發(fā)達和城市化集中地區尤為嚴重，主要污染物為氨氮、有機物（高錳酸鉀耗氧量）、揮發(fā)酚和生物需氧量等。
　　3高濁度地面水：黃河以及長(cháng)江上游河段，洪水期大量泥砂流入水體，形成高含砂量的原水。黃河中游及其支流的最高含砂量可達1000kg/m3以上。長(cháng)江上游嘉陵江最高含砂量也達252kg/m3。黃河與長(cháng)江的高濁度水有較大差別，黃河的高濁度水一般指沉淀過(guò)程中出現渾液面的河水；長(cháng)江高濁度水則指洪水期經(jīng)常出現（20~30天）濁度大于1000度，且數次出現5000度以上的渾水。
　　4低溫低濁地面水：我國北方廣大地區，一年內低溫延續時(shí)間長(cháng)，且原水濁度又較低，給水處理帶來(lái)困難，需要選擇合適的處理方法，才能滿(mǎn)足出水水質(zhì)要求。低溫低濁水一般是指冬季水溫在0~4℃，濁度低于30NTU的地面水。水處理設備世韓純凈水處理設備,反滲透水處理設備,

　　5高含藻地面水：高含藻地面水主要出現在湖泊和水庫。由于受污染水排放和農業(yè)施肥等影響，我國不少湖泊富營(yíng)養化日趨嚴重，氮、磷的含量高，造成藻類(lèi)大量繁殖。在富營(yíng)養化湖泊水中，藻的數量一般為每升幾十萬(wàn)到每升幾千萬(wàn)個(gè)，給常規處理工藝帶來(lái)困難。
針對上述不同水源的特點(diǎn)，廣大給水工作者進(jìn)行了不同水原水處理工藝的科學(xué)研究，并不斷實(shí)踐、充實(shí)和完善。

二、常規處理
　　以混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒為主組成的水處理工藝是我國應用最廣也是最基本的處理手段。
　　隨著(zhù)對出水水質(zhì)要求的提高，近年來(lái)各水廠(chǎng)普遍加強了對各工藝階段水質(zhì)的控制。一般，沉淀出水濁度維持在3~5NTU左右，出廠(chǎng)水則控制在1NTU以下。
　　常規水處理雖以駢除濁度為主要目標，但隨著(zhù)濁度的降低，吸附于濁質(zhì)的有機物以及溶解度較低的有機物也可相應去除。試驗表明，對于分子量10，000~100，000的有機物通過(guò)混凝沉淀可去除80%以上，對于分子量3，000~10，000的有機物，混凝沉淀也可去除50%左右，據天津自來(lái)水公司的試驗，把灤河水處理到濁度小于0.5NTU，用氣相色譜儀測得的有機物峰的總面積可減少80%。因此，強化常規處理，降低出水濁度，也成為大陸各水廠(chǎng)處理輕度污染源水的有效方法。
目前混凝劑的使用多以鋁鹽為主。三氯化鐵、聚合硫酸鐵、氯化硫酸亞鐵　　等混凝劑也在一些城市中被采用。除了特殊的水處理和特殊情況外，高分子助凝劑一般很少采用。為了提高絮凝效果，PH調整劑的使用正在被引起重視。
　　關(guān)于藥劑投加的控制，近年來(lái)有了較大發(fā)展。原來(lái)由人工控制的方法逐漸被計量泵和自動(dòng)投加所取代。自動(dòng)加藥的應用對節約藥耗、控制水質(zhì)起到了明顯的效果。目前采用的自動(dòng)加藥控制模式較多，例如：以流量作前饋，SCD或沉淀出水濁度作反饋；根據模糊邏輯推理的模糊控制數學(xué)模型以及最近開(kāi)發(fā)的以檢測絮粒形成大小、形狀推算等效沉速的控制方式等。各種控制方式尚有待進(jìn)一步總結、完善。
　　快速混合對于改善混凝條件是一個(gè)重要環(huán)節，已引起普遍重視。混合的方式一般采用管式靜態(tài)混合器或快速機械攪拌，都能取得較好效果。
根據渦旋擴散和絮凝過(guò)程能量的合理分布，發(fā)展形成了眾多形式的絮凝構筑物，如單通道或多通道的折板絮凝、柵條和網(wǎng)絡(luò )絮凝等。原有的來(lái)回隔板絮凝已逐漸被取代。機械攪拌絮凝有所應用但并不普遍。
　　六十、七十年代對于各種沉淀（澄清）池的形式曾有過(guò)廣泛的應用。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐總結，目前較多地傾向于平流沉淀池、機械攪拌澄清池和斜管沉淀池等幾種池型。水力循環(huán)澄清、脈沖澄清池、懸浮澄清池及同向流斜板沉淀池已很少在新建水廠(chǎng)中采用。對于較大規模的水廠(chǎng)，平流沉淀池由于對水量、水質(zhì)的適應性強以及操作管理方便，已為較多水廠(chǎng)所歡迎。
　　過(guò)濾工藝的改進(jìn)主要著(zhù)重于濾料級配和沖洗方式的優(yōu)化。濾料級配通過(guò)對雙層濾料、多層濾料、單層均粒濾料以及傳統級配濾料的比較，目前較多的傾向于采用單層石英砂均粒濾料。與級配濾料相比，它具有較高的截污能力，出水水質(zhì)好，運行周期長(cháng)。沖洗方式也由原來(lái)的單水反沖傾向采用氣、水反沖，以保持濾料的清潔。對于級配濾料的反沖，采用增加表面沖洗（旋轉式或固定式）措施也有所應用。
　　液氯仍是目前廣泛采用的消毒劑和氧化劑。自1974年美國發(fā)現氯化造成TNMS問(wèn)題以來(lái)，也引起了國內對加氯的關(guān)注。不少水廠(chǎng)取消或較大幅度降低前加氯的投量。上海對氨氮較低時(shí)的黃浦江原水，采用先適量加氨，然后加氯以形成化合氯來(lái)減少TNMS的形成。近年一些水廠(chǎng)正開(kāi)始探索采用二氧化氯作消毒劑。上海周家渡水廠(chǎng)采用亞氯酸鈉和鹽酸合成制取二氧化氯。經(jīng)測試，其氧化、消毒能力可達氯的2.6倍，且不產(chǎn)生三鹵甲烷問(wèn)題。但由于亞氯酸鈉國內產(chǎn)量少，價(jià)格高，帶來(lái)制水成本的增加。
為防止出廠(chǎng)水的二次污染，水質(zhì)穩定已引起重視。據統計，現狀地面水水廠(chǎng)出廠(chǎng)水基本穩定的僅占21%，有腐蝕傾向的占50%，有輕微結垢傾向的占29%。除了提高化學(xué)穩定性外，清華大學(xué)還開(kāi)展了對不質(zhì)生物穩定性的研究。

三、微污染水處理
　　水源受到工業(yè)廢水和生活污水的污染，水經(jīng)常規處理后仍難以達到出水水質(zhì)目標。就目前水源受污染的現狀分析，最突出的反映在氨氮及有機物（COD、TOC、BOD）等的超標上，由此也帶來(lái)了嗅、味和色度等問(wèn)題。
對于微污染水的處理主要著(zhù)重進(jìn)行了生物氧化和臭氧、活性炭處理技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。與此同時(shí)，對于高錳酸鉀氧化、光激發(fā)氧化、光催化氧化以超聲與紫外聯(lián)合幅照等對有機物的去除也開(kāi)始了研究。近年來(lái)對膜處理的應用也引起了極大關(guān)注。
　　在給水處理中利用微生物對有機物的氧化分解作用以去除可生化降解物質(zhì)和氨氮的處理工藝，自七十年代起已進(jìn)行了研究。通過(guò)對塔式生物濾池、生物轉盤(pán)、接觸氧化池、掏粒生物濾池和流化床接觸氧化池的試驗，表明上述各種生物氧化處理都能形成良好的生物膜和正常的生物相，對于去除氨氮和低沸點(diǎn)有機物效果較顯著(zhù)，降低耗氧有機物也有一定效果。根據處理效果和運行成本分析，認為接觸氧化池和掏粒生物濾池更合適被采用。
　　近年來(lái)，生物處理工藝又取得新的進(jìn)展，逐步由小試、中試階段進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)的應用。對于一些原水水質(zhì)較差的水源，例如蚌埠、寧波、加興等地的一些水廠(chǎng)相繼增設了生物處理構筑物，取得了較好效果。
1993年蚌埠二水廠(chǎng)建造了1.5m3/d的生物掏粒濾池。通過(guò)生產(chǎn)運行的測試，生物陶粒濾料對水源中有機物有一定去除效果，DC、CODCR、TOC、UV254的平均去除率分別為17.3%、27.92%、29.46%、29.22%，對氨氮則有較高的去除效果，在水溫3.5~31℃條件下，有充分溶解氧時(shí)可維持在90%以上的去除率，并有較好的搞沖擊能力。
　　寧波梅林水廠(chǎng)于1996年建成投產(chǎn)了采用弱性填料微孔曝氣的生物接觸氧化池，設計規模4m3/d。據報導，在常溫條件下，生物接觸氧化池可去除氨氮70~90%，去除CODMn20~30%，去除TOC20%左右。此外，對濁度和色度也有所降低，即使在冬季（水溫6~10℃），氨氮去除率仍可達40~50%。
　　目前，深圳東深引水的規模為400m3/d的生物接觸氧化池正在建設之中。
　　在常規處理基礎上增加臭氧、活性炭處理工藝在歐洲得到較廣泛的采用。根據國內最近試驗資料介紹，活性炭對分子量在500~3000的有機物吸附非常有效，尤其對分子量500~1000的有機物，去除率可達86.7%。
因此，我們認為采用臭氧、活性炭處理工藝是微污染水的有效處理方法。但由于投資較高以及帶來(lái)經(jīng)常運行費用的增加，目前在國內還未被廣泛應用。
　　應用臭氧、活性炭處理的水廠(chǎng)主要有北京田村山水廠(chǎng)、燕山石化公司、南京煉油廠(chǎng)等。規模為100m3/d的北京水源九廠(chǎng)，針對水庫水嗅味的問(wèn)題，設置了活性炭濾池，以提高出水水質(zhì)。
　　昆明自來(lái)水公司六水廠(chǎng)南分廠(chǎng)處理水量10萬(wàn)m3/d，采用的臭氧一活性炭工藝最近投產(chǎn)運行。從運行情況看，處理后水嗅、味及色度均有非常明顯改善，各項有機物指標也有不同程度降低，其中UV254降低近50%，CODmn降低30~40%，DOC降低20~30%左右。
　　作為突發(fā)性的原水水質(zhì)污染，目前較多水廠(chǎng)采用投加粉末活性炭等措施，效果較為滿(mǎn)意。

四、高濁度水處理
　　高濁度水的沉降性能與一般濁度水有明顯的差異。多年來(lái)，以黃河泥砂為代表，對沉降性能進(jìn)行了大量研究，探索了其沉降規律。研究表明，黃河泥砂顆粒在沉降過(guò)程中，出現明顯的清渾水界面，以渾液面的沉降為其特征。渾液面的沉速主要取決于穩定泥沙的極限粒徑。極限粒徑又與泥砂含量和組成有關(guān)。通過(guò)對黃河高濁度水的研究，為高濁度水沉i淀的設計提供了依據。
　　當高濁度原水含砂量較高時(shí)，采用自然沉淀，渾液面沉速很低，因此往往需要采用混凝沉淀。對高濁度水的混凝劑，要求具有較高的聚合度，較大的分子量和較長(cháng)的分子鏈，因此多選用高分子絮凝劑。根據蘭州自來(lái)水公司的資料，采用硫酸鋁作混凝劑，適應的最大含砂量約為10~20kg/m3，用三氯化鐵為40kg/m3左右，用聚合鋁為60kg/m3左右，而采用聚丙稀酰胺則可適應含砂量達100~150kg/m3。蘭州從五十年代開(kāi)始即已采用高分子絮凝劑作為高濁度水處理的絮凝劑。當時(shí)主要采用非離子型聚丙烯酰胺。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陰離子型絮凝劑和陽(yáng)離子絮凝劑也有所應用。采用陽(yáng)離子絮凝劑往往可取得更好效果。對于聚丙烯酰胺的毒理問(wèn)題，從1968年至1981年進(jìn)行了長(cháng)達14年的動(dòng)物實(shí)驗，現已制定了《城市供水水處理藥劑——聚丙烯酰胺》和《聚丙烯酰胺單體試驗方法》的國家標準。
　　黃河高濁度水處理的工藝流程可分為帶調蓄水池和不帶調蓄水池兩大類(lèi)。除了最大斷面平均含砂量小于1000kg/m3外，一般均需設調蓄水池。不帶調蓄水池的凈水處理一般設置二級沉淀。設置調蓄水池的，以采用渾水調蓄為多。渾水調蓄水池可兼作一次沉淀的自然沉淀池。調蓄水池的另一目的是可以在出現沙峰、河道斷流以及冰凌等情況時(shí)不直接從河道取水。
　　高濁度水沉淀構筑物有平流沉淀池和輻流沉淀池，并發(fā)展了旋流絮凝沉淀池以及XB-1型水澄清池等多種型式。
　　平流沉淀池可根據地形條件選擇矩形、條渠形、曲線(xiàn)形和湖泊形。與一般膠體顆粒的沉淀不同，高濁度水的沉淀將以異重流的方式向前推進(jìn)，高濁度水平流沉淀池的排泥，一般小型池采用多斗方式，大型池可采用水力沖洗或挖泥船排除。
　　輻流式沉淀池可用作高濁度水的自然沉降，也可用作混凝沉淀。用作自然沉淀時(shí)，含砂量一般不超過(guò)20kg/m3，用作混凝沉淀時(shí)，含砂量可達100kg/m3。
　　旋流絮凝沉淀池是針對黃河高濁度水投加高分子絮凝劑后能結成大而密實(shí)的絮凝體及快速分離的特點(diǎn)，把快速混合、網(wǎng)板絮凝和泥渣分離合為一體的沉淀構筑物。
　　XB-1型水旋澄清池是一座澄清池內完成兩次泥沙分離的池型。原水在旋流作用下逐步形成大絮體，并使大絮體和粗顆粒分離沉淀，然后繼續進(jìn)行絮凝，并在分離室完成泥水分離。
　　高濁度水處理除了需要解決泥砂的沉淀外，對于沉淀泥砂的輸送和處理也是重要問(wèn)題。根據多年實(shí)踐，利用沉泥淤背以加固黃河大堤以及利用低洼鹽堿池，淤沙至一定高度后，蓋淤還耕，既改良了土壤又解決了泥沙出路，都在實(shí)踐中取得較好效果。

五、低溫低濁水處理水處理設備世韓純凈水處理設備,反滲透水處理設備,

　　隨著(zhù)水溫的降低，水的粘滯度增加，絮凝速度降低，顆粒沉速減速減慢。原水濁度的減少，使絮凝過(guò)程中顆粒碰撞的機率降低，影響絮凝過(guò)程的進(jìn)行。因此，低溫低濁水的處理較常規水的處理困難。即使加大混凝劑的投加量，仍難以達到要求的水質(zhì)目標。
　　通過(guò)長(cháng)時(shí)期的研究，認為低溫低濁水處理的關(guān)鍵是選擇合適的混凝劑和助凝劑，以強化絮凝過(guò)程，其次是選擇合適的澄清及過(guò)濾形式。
低溫低濁水處理的混凝劑一般可采用聚合氯化鋁或硫酸鋁。實(shí)踐表明，聚合氯化鋁對各種水質(zhì)的適應性較強。助凝劑則多采用活化硅酸（水玻璃）。混凝劑與助凝劑的比例，一般采用5:1~7:1。
　　采用活化硅酸作助凝劑在我國已有較長(cháng)歷史，1952年天津自來(lái)水公司已開(kāi)始使用。經(jīng)驗認為要使活化硅酸起到良好的絮凝效果，必須注意活化的方式和方法。活化硅酸的配制應控制原液的濃度和剩余堿度，并掌握控制活化時(shí)間。
　　低溫低濁水處理工藝的選擇還應結合全年原水的濁度變化。如果原水常年濁度較高，僅在冬季出現低溫低濁時(shí)，一般采用與常規處理相似的混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾工藝而在低溫低濁時(shí)投加助凝劑。如果原水常年濁度都很低（如在30~50度以下），僅在暴雨季節出現大于100度的濁度時(shí)，也可采用上述工藝，但在濁度較低時(shí)超越絮凝、沉淀階段而采用直接過(guò)濾，超越運行時(shí)需加助濾劑。
　　我國東北地區寒冷季節長(cháng)達四、五個(gè)月，但在雨季河水濁度又可以高達幾千度，給水處理帶來(lái)困難。根據這一特點(diǎn)，研究、開(kāi)發(fā)了一種新型的水處理構筑物——浮沉池。它是將氣浮和沉淀相結合的形式，既利用氣浮處理低溫低濁及高藻時(shí)的良好效果，也可用沉淀來(lái)處理較高濁度的原水。這種池型已在東北地區近10年水廠(chǎng)中采用，取得了較好效果。
　　低濁水處理構筑物的形式大致與常規處理相仿，但其所采用的設計指標則與常規水處理不同。

六、高含藻水處理
　　由于水體受到污染，水中營(yíng)養成份增加，藻類(lèi)過(guò)量繁殖，近年來(lái)已成為取用湖泊水源時(shí)的普遍現象。
　　我國對于高含藻水的處理，有采用氣浮除藻、微濾機除藻、微絮凝接觸過(guò)濾除藻、生物處理除藻以及預氯化除藻等多種方法。無(wú)錫自來(lái)水公司針對太湖的含藻問(wèn)題，探索了加泥吸附沉淀的工藝，取得出較好的效果。
對于富營(yíng)養程度較低的湖泊水，一般采用常規處理工藝，但加強混合、絮凝和沉淀，并適當降低濾速。原水預氯化有助于后續處理對藻類(lèi)的去除。但由于預氯化的氯會(huì )與水中有機物形成對人體有害的鹵代有機物，因此該工藝的選用將逐漸受到限制。據報導，采用高鐵酸鹽復合藥劑代替氯作預氧化劑，可提高對水中藻類(lèi)的去除，且對飲用水水質(zhì)無(wú)副作用。
　　采用氣浮池除藻，在國內有較多的應用。但當高藻期間原水濁度又較高時(shí)，則氣浮池的除濁效果將受到影響。最近在設計中也有采用了沉淀與氣浮相結合的形式，使原水先經(jīng)沉淀去除一部分較大顆粒和濁度，然后通過(guò)氣浮去除藻類(lèi)和剩余濁度。
　　采用生物處理除藻近來(lái)有較多的研究。試驗表明，生物處理對藻類(lèi)有明顯的去除效果，同時(shí)還可降低原水中的氨氮、可生物降解有機物、濁度等。對于太湖富營(yíng)養化原水所做的試驗，生物處理對藻類(lèi)的去除可達50~70%，最高達80%以上。
　　湖泊水中的藻類(lèi)和真菌以及湖泥和湖水中的放線(xiàn)菌都會(huì )產(chǎn)生生物臭。因此高含藻水往往帶來(lái)出水中嗅的問(wèn)題。當湖泊水臭味較濃，而致使出廠(chǎng)水臭閾值不符合飲用要求時(shí)，一般在高藻期采用投加粉末活性炭的方法，可取得較好的效果。
　　由于湖泊含藻水的問(wèn)題帶有一定普遍性，處理技術(shù)復雜，難度較大，今后還將進(jìn)行廣泛、深入的研究。
由于我國地域廣闊，南北氣候回異，水源水質(zhì)各具特點(diǎn)，因之給水處理技術(shù)，有其共同點(diǎn)，也有其不同點(diǎn)。我國廣大給水工作者，通過(guò)半個(gè)世紀的不斷學(xué)習、不斷探索、不斷發(fā)展，取得也上述各個(gè)方面的實(shí)踐經(jīng)驗和理論研究成果，為配合我國工業(yè)建設和提高人民生活水平作出了一定成就。特別是近10年改革開(kāi)放深入以來(lái)，我國不斷提高供水水質(zhì)，發(fā)展城鄉整體衛生水平，我國給水處理正逐步形成具有自己特色的給水技術(shù)和學(xué)術(shù)觀(guān)點(diǎn)。
　　面向即將到來(lái)的21世紀，我國的給水技術(shù)將進(jìn)一步向強化常規處理、提高特殊水質(zhì)處理技術(shù)、發(fā)展混凝藥劑和消毒技術(shù)、更新提高給水設備和系統自動(dòng)化水平等各方面作出努力，為我國水工業(yè)技術(shù)發(fā)展作出貢獻。