现有城镇水厂提标改造的几种新工艺

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在由中国水网和清华大学环境科学与工程系联合主办的2010年水产业先进技术论坛上，上海市市政工程设计研究院副总工程师王如华详细介绍了高速沉淀技术、高锰酸钾和臭氧氧化技术、活性炭吸附(粉末炭和颗粒炭)技术、膜过滤技术、紫外线消毒和新型化学消毒技术等几项新技术在现有城市水厂升级改造中的主要特点和应用。
高速沉淀技术
高速沉淀池包括絮凝沉淀池、多絮凝沉淀池和中高速沉淀池，它们有不同的特点。
actiflo沉淀池:集混凝沉淀于一体，上升流速6-10毫米/秒，占普通平流池的20-30%，在北京、上海等地使用，单池最大规模为6-7万立方米/天。
多流沉淀池:集混凝沉淀于一体，上升流速4 mm/s，占常用平流池的50%，在成都、上海等地使用，单池最大规模为10万立方米/天。
中置高速沉淀池(上海市政府研究所开发):集混凝、沉淀、浓缩于一体，上向流速4 mm/s，排泥浓度2-3%，占地面积为常用平流池的30-40%。在浙江嘉兴、义乌等地使用，单罐最大规模为8万立方米/天。
高锰酸钾与臭氧氧化技术
高锰酸钾氧化技术主要用于水处理过程中的预氧化(除锰、除藻和助凝)，以及消除或控制水源突发性污染。该工艺是在特殊水质条件下采用的，是一种临时应急措施。它需要必要的接触反应时间，并且剂量不应该太大，并且它通常不会连续运行。其配置和投加与混凝剂相似。此外，固体原料的储存应采取防爆措施。
臭氧氧化技术主要用于水处理过程中的预氧化(除锰、助凝和富氧)和中间氧化(有机污染的矿化或小分子化、除色、消毒和富氧)。该工艺的采用主要由水处理的总体工艺布置决定，预氧化用量不宜过大，接触反应时间较短，中间氧化应与后续活性炭吸附结合，需要一定的接触反应时间，应采用连续运行方式，并注意溴酸盐问题。然而，臭氧的制备、投加、扩散和接触以及尾气的处理都有特殊的要求和较高的运行成本。
高锰酸钾氧化技术目前在我国应用广泛，而臭氧氧化技术主要在北京、上海、广东、浙江、江苏等地有一定规模的应用，其他地区也有应用计划或行动。
活性炭吸附(粉末炭和颗粒炭)技术
粉末炭吸附主要用于水处理过程中的预处理(除臭和除味)以及消除或控制水源突发性污染。其特点如下:
(1)在特殊水质条件、临时应急措施、必要的接触反应时间下采用，一般不会连续运行；
(2)用粉末炭和膜过滤对过滤水进行进一步处理，是一种对水进行精细(抛光)处理的新工艺，适用于原水水质好、出水水质要求高、必要的接触反应时间、低用量和连续运行的场合；
(3)运营成本较高；
(4)配置和投加与混凝剂相似，固体原料储存应采取防爆措施。
颗粒碳吸附主要用于水的特殊处理或深度处理(除了气味、气味、有机物和氨氮)，并具有以下特点:
(1)颗粒碳吸附单独使用一般主要用于特殊要求(去除气味和气味)或原水水质好、出水要求高的场所，连续运行和连续运行
(2)颗粒碳吸附和臭氧氧化相结合是最常用和成熟的深度处理技术，处理度高
(3)颗粒碳吸附与臭氧氧化前置、膜处理后置相结合，是一种完善但昂贵的深度处理技术，出水水质好，运行费用高。
粉末炭吸附技术作为一种有效的应急措施，已在我国逐步推广。颗粒碳吸附技术主要应用于经济发达或水污染严重的地区，如广东、浙江、北京、上海、江苏等。其他领域也有应用计划或行动。
膜过滤技术
膜过滤技术是一种高效但运行成本高的精细过滤技术，主要用于水的精细(抛光)处理，或替代传统的水处理分离手段(沉淀和过滤)，以减少处理设施的土地使用或增加生产能力。目前，城市自来水厂使用的经济的膜过滤技术是微滤或超滤。
当微滤或超滤用于水的精细(抛光)处理时，水中精细胶体和微生物的去除能力远远高于传统的水处理方法(沉淀、过滤和化学消毒)，且无副作用，但水中可溶性有害物质的去除能力有限。
当微滤或超滤与预碳吸附(或臭氧活性炭)相结合时，可有效去除细小胶体和微生物，并可有效去除水中溶解有害物质的去除能力，从而解决生物渗透问题，延长膜的使用寿命，出水水质优良。
使用膜过滤技术可以减少污水中最终化学消毒剂的用量，降低化学消毒副产物的风险。
膜过滤技术的操作和维护要求相对较高且复杂，运行成本较高。由于成本高，目前世界范围内膜过滤技术的应用规模有限，仅限于杭州、无锡、东营、南通、北京、上海等城市的一些水厂的应用或计划应用。
紫外线消毒与新型化学消毒技术
紫外线消毒是一种高效、安全、无化学副作用的消毒技术，必须与化学消毒相结合，以减少污水中最终化学消毒剂的用量，降低化学消毒副产物的风险。它在世界上有一定的应用规模，但在中国只有上海、天津等地。
新型化学消毒剂储存更安全，泄漏危害更低，消毒效果相同，成本略有增加，次氯酸钠和氯化铵溶液替代了传统的液氯和液氨；制备和灌装方法简单，与混凝剂基本相同；目前，它正在上海中心城区的大型水厂逐步推广应用。