环保行业培训课件：饮用水深度处理技术现状

中和荣华环保科技（北京）有限公司,饮用水深度处理技术现状及发展趋势,一、活性炭吸附技术,活性碳吸附技术是饮用水的深度处理技术中最成熟、最有效的方法之一，它能够完善水厂常规处理工艺，通过活性碳吸附达到去除水中有机物的目的。在20世纪50年代初期，欧洲及美国以地表水为水源的水厂中，开始使用活性碳来消除水中的嗅味和色度，现在活性碳在我国给水处理工艺中应用也比较多。,一、活性炭吸附技术,活性碳是一种多孔性物质，内部具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，其中微孔构成的内表面积占总表面积的95%以上。活性碳对有机物的去除主要是微孔吸附作用活性碳的孔隙一般可分为大孔、过渡孔和微孔。活性碳有颗粒活性碳(GAC)、粉末活性碳、活性碳纤维和生物活性碳,二、生物预处理技术,饮用水的生物预处理是在水厂常规处理工艺前的生物处理过程。生物预处主要以生物膜法为主，具体有生物滤池法、生物接触氧化法和生物流化床法。,曝气生物滤池,生物流化床,二、生物预处理技术,生物膜法利用细菌、原生动物和后生动物等微生物附着在填料上，形成生物膜，其以水中的有机物质和氮、磷等营养物质为食物，使水得到净化，去除了水厂常规处理工艺不能充分去除的氨氮、亚硝酸盐氮、藻类、嗅味和苯酚类等，去除或减少了可能在加氯后产生三致物质的前驱物。,三、预氧化技术,预氧化技术是一种提高常规混凝工艺效率的方法，氧化剂有氯、二氧化氯、高锰酸钾和高铁酸盐等。氯是最早的水处理预氧化剂，原理是Cl2和H2O发生下列反应:Cl2+H2OHCl+HClO，HClO扩散到带负电的细菌表面，穿过细胞膜进入细胞内部，氧化某种酶系统，达到杀死细菌的目的。但其危害健康的氯化副产物限制了其推广。,三、预氧化技术,二氧化氯是一种高效强氧化剂，低浓度的二氧化氯就能氧化许多无机物，它对微生物细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。因此，二氧化氯不仅对一般细菌有杀灭作用，对芽胞、病毒、藻类、铁细菌和真菌等均具有很好的杀灭作用。二氧化氯消毒杀菌剂是美国80年代开发的最新强力杀菌消毒剂。,三、预氧化技术,高锰酸钾不仅具有氧化能力，还有相当的吸附能力，用于污水处理，能有效地破坏水中某些氯化消毒副产物前驱物质，水的致突变活性显著下降，可除臭及藻类物，并有良好的助凝效能。高铁酸盐是一种强氧化剂，其标准状态下的氧化势高达2.2V，对低温低浊水有显著的助凝作用和优良的除污染和除藻类作用。,四、臭氧氧化技术,臭氧溶解在水中会自行分解成羟基自由基，间接地氧化有机物、微生物和氨，反应速度快且没有选择性。臭氧代替氯作为消毒剂效果显著，剂量小、作用快，不产生三卤甲烷等有害物质，也可使水的口感和观感大为改观。,臭氧发生系统,五、膜分离技术,膜分离技术可以看作是19世纪以来所采用的一种快速过滤方法。与常规饮用水处理工艺相比，膜技术具有少投入甚至不投入化学药剂、占地面积小、便于实现自动化等优点，并已在饮用水的深度处理上得到广泛应用。常用的以压力为推动力的膜分离技术，有微滤(MF)，超滤(UF)，纳滤(NF)以及反渗透(RO)等工艺。,MF/UF膜,NF膜,RO膜,五、膜分离技术,微滤(MF)又称精密过滤：滤膜的孔径为0.052.00m，可以去除微米级的水中杂质如细菌、悬浮物、鞭毛虫等；超滤(UF)：滤膜的孔径为1nm0.lm，可以去除大分子有机物、细菌、病毒和其它微生物；纳滤(NF)：滤膜的孔径为110nm，其总盐类去除率在5070%之间。纳滤膜不仅可以进行水质软化和适度脱盐，而且可以去除色度、细菌、溶解性有机物和一些金属离子等；反渗透(RO)：膜孔径约为1nm，RO能耗大，但RO膜几乎可以去除水中的一切物质，包括各种悬浮物、胶体、溶解性有机物、无机盐、细菌以及微生物等。,五、膜分离技术,几种膜分离技术的比较,六、紫外线消毒技术,紫外线消毒是一种物理消毒法，不向水中添加任何物质，不影响水的理化性质，不产生三卤甲烷等三致物质，细菌病毒杀灭率高，对周边环境没有任何化学物质和噪声污染。,紫外线消毒原理,一、活性碳膜技术,在活性碳膜技术组合系统中，利用活性碳吸附技术，对进水进行必要的预处理去除浊度、各种类型的有机化合物和色度，缓解了膜阻塞和膜污染问题，延长了膜的使用寿命；用膜进行后处理有效地解决了出水中含有一定量细菌的问题，保证了出水水质。目前桶装水多数是采用活性碳+反渗透的纯水生产工艺。,活性碳-膜技术实例,二、臭氧-生物活性碳技术,臭氧-生物活性碳组合技术，在20世纪70年代初开始研究，是利用臭氧氧化、生物降解和活性碳吸附三者协同作用的结果。利用臭氧的氧化特征，使水中难以生物降解的有机物变成利于生物降解的有机物，氧化铁锰使之成为不溶性的颗粒，氧化亚硝酸盐和硫化物等，再由后续的生物活性碳吸附降解，提高饮用水的水质。臭氧氧化的主要对象是大分子的憎水性有机物。活性碳吸附的主要对象是中间分子量的有机物，微生物作用是去除小分子的亲水性有机物，3种作用同时并存，赋予组合工艺具有去除有机物的优良特性。,三、光氧化技术,光氧化技术是利用光激活半导体材料中的电子-空穴对，将吸附在半导体的表面的水中悬浮微粒降解（氧化还原）成小分子有机物或CO2和H2O。,光氧化反应示意图,三、光氧化技术,光氧化技术的特点是具有极强的氧化能力，有机物去除效率高，对水中难降解有机污染物能有效地进行分解。光催化氧化技术，是在水中加入一定数量的半导体催化剂(如TiO2，WO3，Fe2O3及CdS等)，在UV辐射下产生强氧化能力的自由基，氧化水中的有机物。,小结,饮用水深度处理技术是在供水的水源受到不同程度的污染，常规给水处理工艺处理后不能满足饮用水的水质要求的情况下出现的。饮用水深度处理技术就是针对这些受污染的水源，根据受污染的污染程度和污染物选用不同的深度处理技术，能较好地满足了人们对不同水质的要求。,小结,各种深度处理技术的基本作用原理，一般包括吸附、氧化、生物降解和膜滤等方法。即利用吸附剂的吸附能力可去除水中溶解性有机物(如活性碳技术)；利用氧化剂的强氧化能力可分解水中有机物(如O3、二氧化氯和高锰酸钾技术等)；利用生