崔福義 石明巖
(哈爾濱工業大學市政環境工程學院)

　　 摘 要：本文以常規水處理工藝為研究對象，通過小試及中試研究，證明常規水處理工藝能去除原水中約2／3的COD_Mn，認為強化常規工藝是不容忽視的除污染途徑之一。研究還發現，強化混凝沉淀環節是提高水處理系統除污染能力的關鍵。在生產實踐中，應充分利用常規工藝的除污染能力，必要時輔以深度處理措施，從而以最經濟、簡捷的方式解決飲用水除污染問題。
　　關鍵詞：常規，水處理；除污染

　　水源污染是我國城市面臨的普遍問題，給飲用水安全帶來嚴重威脅，由水質問題所造成的水質災害的損失不亞于洪澇災害的損失。水源污染給供水行業造成很大壓力。面對污染嚴重的水源水和不斷提高的水質要求，研究開發各種除污染工藝是當前的發展趨勢。針對水污染主要是有機物污染的情況，研究較多們是以氧化為主的預處理工藝和以臭氧-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有的常規水處理工藝流程，或者顯著地增加水處理費用。目前國內絕大多數水廠沿用的還是常規處理技術，要增加專門的除污染工藝存在著技術上和經濟上的困難。急需研究適合國情的、經濟有效的安全水處理技術。
　　事實上，以混凝澄清為主的常規水處理工藝雖然主要功能是除濁，但是也有相當的除污染能力，因為水中有一部分非溶解性的有機污染物可以伴隨濁廢物質的去除而去除，一些溶解性的有機污染物也可能附著于濁度物質上而被去除。充分發揮常規工藝的除污染能力，減輕或省略專門的除污染工藝，無疑是經濟、簡便的除污染方法，特別適合于解決普遍存在的舊水廠改造問題。為此，本文擬通過實驗，就常規工藝的除污染能力做一些初步的探討。

1.實驗設計

　　 實驗分為實驗室小試和生產現場中試。在實驗室以自來水和經沉淀分選后的粘土配置成渾水，必要時添加腐殖酸，模擬有一定有機物濃度的天然微污染原水，作為小試用水。中試以實際松花江水為原水，并選擇不同有機物含量的水樣進行實驗。混凝劑為聚合鋁。原水水質條件見表1。以COD_Mn為代表有機物含量的綜合指標。
　　 小試為燒杯混凝實驗加濾柱過濾；中試采用一套水處理連續運行模型，工藝流程為機械攪拌混凝、斜管沉淀、石英砂過濾。實驗的工藝參數見表2。

2.常規工藝對GODMn的去除能力

　　在小試和中試實驗中，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。對實驗數據進行處理，典型結果如圖1、2所示，發現盡管小試和中試采用不同的裝置、不同的水樣，但得到的結果是相近的：1) 在多數情況下，混凝沉淀環節可以去除原水中約50％或以上的COD_Mn，并且該階段的去除率占總去除率的80％—90％；2)過濾環節僅能去除10％左右的COD_Mn，其除污染能力相對較小33)小試系統對COD_Mn的總去除率在60％左 右，中試系統對COD_Mn的總去除率約為70％。可見常規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，強化混凝是增強水處理系統除有機物能力的關鍵。

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所示的實驗中，沉淀水濁度升高，在小試中導致COD_Mn的去除率下降，在中試中無明顯規律性。由于中試的實驗用水及水處理條件更接近生產過程，因此可以判斷沉淀水濁度不對有機物的去除有明顯的影響。
　　圖3、4所示的幾組實驗結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，但多數條件下增加幅度不大。如在圖4的中試實驗中，當沉淀水濁度在：5—15NTU之間變化時，濾后出水的COD_Mn變化量僅在O.4mg/L左右。這說明盡管沉淀水濁度在較大范圍內變化，仍可以保證濾后出水的有機物含量在一個相近的較低水平上。因此在生產上，為了降低出水的有機物含量而去設法降低沉淀水濁度的辦法不一定是很必要的。以往的研究發現，沉淀水濁度是關系水處理運行費用的重要指標，存在最經濟的沉淀水濁度。因此上述觀點可使水處理系統在不明顯降低對有機物去除能力的前提下，按最經濟沉淀水濁度來確定運行條件，實現經濟運行。

3.2濾后水濁度的影響
　　圖5、6為在不同原水COD_Mn含量下，濾后水濁度對濾后水COD_Mn含量的影響情況。在小試中，當原水COD_Mn較高時，隨濾后水濁度的升高，濾后水的COD_Mn也快速增加；當原水COD_Mn較低時，隨濾后水濁度的升高，濾后水的COD_Mn，增加較少。更為接近實際情況的中試表明，多數情況下，當濾后水濁度在l—2NTU之間時，濾后水濁度變化對濾后水中COD_Mn的影響不大。由圖中發現：濾后出水COD_Mn 主要受原水COD_Mn的影響。在原水COD_Mn達到8.81mg／L時，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.討論與結論

　　傳統上，普遍認為常規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物含量，要盡量降低沉淀水和出水的濁度。但是本實驗研究得到了一些不同的結果：
　　①常規水處理工藝可以去除原水中60％—70％的COD_Mn,其中混凝沉淀環節起主要的作用。
　　②過濾環節的除污染功效相對較小，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，沉淀水濁度對此影M向較小。
　　上述研究結論表明，多數有機污染物可以由常規水處理工藝去除，常規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節，這是提高水處理系統除污染能力的關鍵。加強常規工藝是解決飲用水污染問題的一種經濟有效的手段，在污染較輕的情況下，通過強化常規工藝就可以解決除污染問題；在污染較重的情況下，可以利用常規工藝去除大部分污染物，減輕專項除污染工藝的負荷，降低水處理費用。
　　因此，在研究水處理工藝最佳條件時，不僅應考慮除濁的效果，還應考慮除有機物的效果，以取得最佳的綜合效益。
　　本文主要強調了應重視常規水處理工藝除污染能力的問題。文中提出的一些觀點還應在更廣泛的實驗中進行驗證。