[科普中国]-微污染水源水

简介

不同的水源所含杂质的种类和数量各不相同，即使是同一水源其杂质成分与含量也是随空间和时间而不断变化。一般来说，当水源水所含的污染物种类较多、性质较复杂，但浓度较低时，通常被称为微污染水源水。

主要污染源降雨带来的大气污染物质、地表径流等来源于土壤中的污染物质、未经处理的工业废水、生活污水、未达标的处理水、养殖业排放水等。

主要污染物微污染水源水的污染物主要是有机污染物，一部分属天然有机化合物，例如水中动、植物分解而形成的产物（如腐殖酸等），另一部分则是农药等人工合成有机物，其余还有重金属离子、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、挥发酚、氰化物、藻毒素及放射性物质等有害污染物质。

水质特点① 水质主要受排入的工业废水和生活污水影响，在江河水源上表现为氨氮、总磷、色度、有机物等含量超标。在湖泊水库水源上，表现为水库和湖泊水体的富营养化，并在一定时期藻类滋生，造成水质恶化，腐烂时有腥臭味并可能含一定量的藻毒素；

② 水中溶解性有机物大量增加，特别是自来水出厂水、管网水经常于春末夏初、夏秋之交出现明显异味，氯耗季节性猛增。水中有机物多带负电，增大了混凝剂和消毒剂投量，同时使管壁腐蚀和管网寿命降低；

③ 2002年国家卫生部颁布的《生活饮用水卫生规范》，提出了更高的水质标准。而目前已发现的一些有害微生物较难去除，如贾第氏鞭毛虫、隐孢子虫、军团细菌、病毒等；

④ 内分泌干扰物质（又称环境荷尔蒙）的去除效率不高，这些化学品不仅具有“三致”作用，还会严重干扰人类和动物的生殖功能。

微污染水源的生物预处理系统微污染水源水的生物预处理的去除目标水源水预处理的主要目标是降低有机物和氨氮。由于微污染水源水中有机物含量远低于生活污水，普遍存在碳源不足，反硝化困难，因此，在预处理中要外加碳源，过去用甲醇，现在一般改用乙醇，去除有机物和氨氮所用的供氢体则用乙醇和糖。

微污染水源的生物预处理系统由于活性污泥法难以保持微生物的生物量和降解活性，而生物膜法则能截留微生物和有机物，因此生物预处理技术主要是各种生物膜工艺，如生物过滤、生物滤塔、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等，以及在水源地通过堤岸、沙丘等渗透的土地处理系统等类型．其机理与废水生物处理相似。

① 生物滤池

生物滤池是目前生产上常用的生物预处理方法，有淹没式生物滤池、煤/砂生物过滤及慢滤池等。常用的生物填料有卵石、砂、无烟煤、活性炭、陶粒等。滤池中装有比表面积较大的颗粒填料，填料表面形成固定生物膜，水流经生物膜的不断接触过程中，使水中有机物、氨氮等营养物质被生物膜吸收利用而去除，同时颗粒填料滤层还发挥着物理筛滤截留作用。曝气生物滤池通过输入压缩空气，不仅为生物膜生长提供足够的溶解氧，而且有助于生物膜的更新，保证有较高生物活性。该工艺的特点是运行费用低，处理效果稳定，污染物去除效果好，污泥产量少，且受外界环境变化的影响较小，处理出水在有机物、臭味、氨氮、铁、锰、细菌、浊度等方面均有不同程度的降低，使后续常规工艺的混凝剂耗量与消毒用氯耗量减少。但运行一定时间的生物滤池易出现填料堵塞、曝气不均匀的现象，需要进行周期性的反冲洗。

② 生物塔滤

生物塔滤预处理是非淹没式生物接触氧化中的一种形式，特点是池身较高，填料分段安装，可用弹性填料，也可用粒状填料，水从上方喷洒流下，与填料的生物膜接触，自然通风供氧。工作原理是污染原水自上而下喷淋在滤池的填料上，使水在填料表面形成薄水层，处理水与生长在填料表面的好氧性生物膜接触。由于水和生物膜之间的分子扩散和物质传递，以及好氧性微生物的吸附作用，使污染原水中的有机污染物从薄水层向生物膜转移，从而使污染水得到净化。

在生物过滤技术的研究与应用过程中，人们发现高度大于8m左右时，可以克服滤料空隙小所造成的通风不良的困难，因此创造了池身很高的滤池。塔式滤池的主要优点是负荷高、处理水量大、占地面积小，且对水量、水质突然变化的适应性较强，其缺点是动力消耗较大，且运行管理较不方便。

一般来说，生物塔滤作为污染水源的预处理工艺，能有效地去除大部分污染物质，但要获得安全水质，还必须结合适当的后续处理。

③ 生物转盘

生物转盘在污水处理中已广泛采用，目前在给水处理领域，对某些污染程度较为严重的微污染水进行了一些探索。日本、我国台湾地区以及国内学者的试验研究表明，采用生物转盘预处理在适宜水力负荷下可有效改善微污染水水质。生物转盘的特点表现为，生物膜能够周期性运行于空气与水两相之中，微生物能直接从大气中吸收需要的氧气（降低了溶液中氧传质的难度），更有利于生物降解过程的进行。转盘上生物膜生长面积大，生物量丰富，不存在类似于生物滤池的堵塞情况，有较好的耐冲击负荷能力，脱落膜易于清理处置。缺点是生物氧化接触时间较长，构筑物占地面积大，盘片价格较贵，基建投资高。

④ 生物接触氧化

该工艺是在池内设置人工合成的填料，经过充氧的水，以一定的速度循环流经填料，通过填料上附着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质得到降解去除。生物接触氧化法的主要优点是处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少；缺点是填料间水流缓慢，水力冲刷小，如果不另外采取工程措施，生物膜只能自行脱落，更新速度慢，膜活性受到影响，某些填料，如蜂窝管式填料还易引起堵塞，布水布气不易达到均匀。另外填料价格较贵，加上填料的支承结构，投资费用较高。2