地表水处理（一）

2.2.1 地表水水质如何分类?

根据《地表水环境质量标准》GB3838-2002，可将地表水水质分为五类(见表2.2.1)。

I类 主要适用于源头水、国家自然保护区。

Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。

Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。

主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区Ⅳ类

V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域

2.2.2 地表水处理的常规工艺流程是什么?

地表水常规处理工艺是以天然地表淡水为原水的城市自来水厂中采用最广的艺系统，主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目的而设计的。它形成20世纪初，并在整个20世纪不断完善。具体工艺流程见图2.2.2。

2.2.3 什么是微污染水源?

徽污染水源是指水的物理、化学和微生物指标已不能达到《地表水环境质量标准)GB3838-2002中作为生活饮用水源水的水质要求。水体中污染物单项指标如浑浊度、色度、臭味、硫化物、氮氧化化物、有毒有害的物质(如重金属汞锰、饹、铅、砷等)、病原微生物等有超标(Ⅲ类)现象，多数情况下是受有机物微量污染的水源。水体微污染现象对饮用水处理工艺的选用造成了很大的困难。近年来，我国微污染水源水质主要显示以下特点。

① 表示有机物的综合指标，如COD、BOD、TOC等值升高，水源水中这些指标值越大，说明水中有机物越多，污染越严重。例如水源水的溶解氧一般在5~10mg/L之间，如降低到5mg以下时，作为饮用水源已不合适。又如当水源水的BOD小于3mg/L时，水质较好，到5~7mg/L时，水质较差，如超过10 mg/l时，水质极差，此时水中溶解氧已接近为零。

② 氨氮(NH-N)浓度升高。

③ 臭味明显。

④ 致突变的 Ames 试验结果呈阳性，而水质良好的水源应呈阴性。

2.2.4 微污染水源如何处理?

传统的净水工艺已不能有效地处理微污染的水源水，因而人们不得不采用新的处理方法来保证饮用水的安全和人类的健康。新的处理方法主要有:强化传统处理工艺、预处理技术和深度处理技术三个方面。

(1)强化传统处理工艺强化传统处理工艺目前主要有强化混凝和强化过滤技术，它们不增加任何新工艺设施，只是在原有工艺的基础上略作调整。强化常规处理工艺包括从各处理工艺参数的改进、引入新的处理设备到药剂的改良直至水厂运行控制的各个方面。具体措施为:

① 合理投加新型有机及无机高分子助凝剂，改善混凝条件，提高混凝效果;

②改善滤池性能，调整滤床的级配和改造冲洗方式，提高截污能力;

③增强消毒工艺，增设消毒接触池，提高杀菌能力，提高管网末梢水质安全性;

④ 调整出厂水的 pH 值，提高出水稳定性，以控制管道的化学腐蚀。

(2)预处理技术

预处理通常是指在常规工艺前面，采用适当的物理、化学和生物处理方法，对水中的污染物进行初级去除，主要包括吸附预处理、化学氧化预处理及生物预处理。有粉末活性炭和黏土等。

①吸附预处理是在混合池中投加吸附剂来去除水中的污染物。常用的吸附剂有粉末活性炭和黏土等。

②化学氧化预处理是依靠氧化剂的氧化能力来分解和破坏污染物，常用的氧化剂有氯气、紫外光和臭氧等。此方法能有效去除水中有机污染物，使有机物的可生化性提高，但可能产生一些致突变物及致癌物，如卤代有机物。少生物法预处理是借助微生物群体的代谢作用，去除水中的污染物。采用生

物膜技术，主要有生物滤池、生物转盘、生物滤塔、生物接触氧化池等。优点是经济有效，不产生三致物，减少混凝剂和消毒剂的用量。不是是运行效果受诸多因素的影响，如原水水质、水温、操作管理水平等，另外启动过程需要有成熟期。

(3)深度处理技术深度处理是在常规处理后，采用适当的处理方法，将常规处理不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除。目前常采用的技术主要有活性炭吸附、光催化氧化、臭氧-生物活性炭联用技术及膜分离技术等。

2.2.5 什么是水体富营养化?

富营养化是指湖泊等水体接纳过多的氮、磷等营养物，使藻类及其他水生生物过量繁殖，水的透明度下降，溶解氧降低，造成湖泊水质恶化，从而使湖泊生态功能受到损害和破坏。

富营养化的湖泊、水库水体中，在阳光和水温达到藻类繁殖的季节，大片水面会被藻类覆盖，形成常见的“水华”，它不仅使水带有臭味，并会遮蔽阳光，隔绝氧向水中的溶解。枯死的藻类沉积水底，又是新生的污染源，它们进行厌氧发酵消耗溶解氧，并不断释放氮、磷，供水中植物作为营养物。由于氮、磷的循环积累，造成湖库水的污染逐步加重。富营养化现象是湖泊水库主要的环境问题，造成多方面的危害。

2.2.6 湖泊、水库富营养化对给水处理会造成什么影响?

湖泊、水库的富营养化严重影响了湖、库功能的发挥和有效作用，造成经济上、环境上的巨大损失，特别是给饮用水处理增加困难。富营养化水源对给水处理及饮用水水质带来的问题如下。

(1)对混凝沉淀的影响 藻类分泌出的有机物会妨碍絮凝作用，导致需要投加大量的混凝剂，增加药耗。富营养化水体的pH值升高，影响混凝剂的水解程度由于光合作用使表层水的溶解氧含量高，致使絮凝体(俗称矾花)密度降低，沉淀去除率下降。部分活性藻细胞易穿透絮体，破坏絮凝过程，导致沉淀出水中有藻。

(2)干扰过滤 水中大量藻类和水生微生物的滋生繁殖使滤池堵塞，破坏过滤的正常运行，且微生物还会穿透滤池在配水系统中繁殖，造成配水系统水流不畅或阻塞;由于滤层堵塞，缩短了过滤运行周期，导致反洗频率增加，反洗水量加大:产水率降低并影响出水水质。

(3)对设备、构筑物的影响

藻细胞繁殖分泌形成的黏膜附着在输水道管壁上、处理设备及混凝土池壁上，对设备构成腐蚀，致使池壁、管壁老化粗糙，同又给微生物繁殖提供有利的栖息场所。水中浮游动物和一些大型水生物穿过水处构筑物而进人供水系统，造成滤网、闸门、水表等的堵塞失效。(4)对水质的影响 藻类产生的微量有机物使水带有强烈异味;藻类分泌出能有机物分解生成难以降解的腐殖酸，即为三卤甲烷前驱物(THM的前驱物)，如用氯消毒即生成具有致癌、致畸和致突变作用的有害物如总三卤甲烷(TTHM)使水质更加恶化，不宜饮用。

2.2.7 混凝处理过程应包含哪些步骤?主要设备是什么?

混凝是使水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集的过程，是凝聚和絮凝的总称。处理工艺应包括投药、混合及反应几个部分。

(1)投药 混凝剂投加方法可分为干法投加和湿法投加两种。

①干法投加 指把药剂直接投放到被处理的水中。干法投加劳动强度大，投配量较难控制，对搅拌机械设备要求高。目前，国内较少使用这种方法。

②湿法投加 湿法投加指先把药剂配成一定浓度的溶液，再投入到原水中湿法投加工艺容易控制，投药均匀性也较好，可采用计量泵、水射器、虹吸定量投药等设备进行投加。

(2)混合混合是指当药剂投人原水后发生水解并产生异电荷胶体与水中胶体和悬浮物接触形成细小的絮凝体(俗称矾花)这一过程。混合过程大约在10~30:内完成，速度梯度G=700~1000s-。水力搅拌混合常用管道式、穿孔板式、涡流式混合方法;机械式混合可采用水泵混合和变速搅拌等装置。

(3)反应当完成混合后，水中已经产生细小絮凝体，但还未达到自然沉降的粒度，反应设备的任务就是使细小絮凝体逐渐絮凝形成大絮凝体以便于沉淀。反应设备有一定的停留时间和适当的搅拌强度，使细小絮凝体能相互碰撞，并防止生成的大絮凝体沉淀。但搅拌强度太大，则会使生成的架凝体破碎，且架凝体越大，越易破碎，因此在反应设备中，沿着水流方向搅拌强度越来越小。反应设备有两种类型:机械反应池有水平轴和垂直轴机械搅拌絮凝池两种;水力反应池有往复式或回转式隔板反应池、折板絮凝反应池、网格或栅条絮凝反应池、穿孔旋流絮凝反池等