1常规处理技术

常规水处理，主要除去水的的悬浮物胶体以及微生物体。饮用水常规处理技术及其工艺

在20世纪初期就已形成，并在饮用水处理的实践中不断得以完善。处理技术有混凝、沉

淀、澄清、过滤、消毒等。由这些技术所组成的饮用水常规处理工艺目前仍为世界上大

多数水厂所采用，在我国目前95%以上的自来水厂都是采用常规处理工艺，因此常规处

理工艺是饮用水处理系统的主要工艺。

1.1混凝技术

混凝是指通过某种方法（如投加化学药剂,聚氢氧化铝，聚氯化铁，家用明矾），使水中

胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程，是水和废水处理工艺中的一种单元操作。混凝包括

凝聚与絮凝两种过程。把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。凝聚主要指胶体脱

稳并生成微小聚集体的过程，絮凝主要指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。

混凝机理：

（1）双电层压缩机理

投入加电解质，使溶液中离子浓度增高，扩散层的厚度将减小。当两个胶粒互相接近时，

扩散层厚度减小，ζ电位降低，因此它们互相排斥的力就减小了，胶粒得以迅速凝聚。

（2）吸附电中和作用机理

吸附电中和作用指胶粒表面对带异号电荷的部分有强烈的吸附作用，吸附作用中和了它

的部分电荷，减少了静电斥力，容易与其他颗粒接近而互相吸附。

（3）主要作用：网状架桥吸附原理

吸附架桥作用主要是指高分子物质与胶粒相互吸附，沉淀过程使胶粒凝聚为大的絮凝体。

（4）主要作用：沉淀物网捕机理，网状架桥过滤原理。

1.2沉淀技术

传统的平流式沉淀池就采用了静态沉淀的技术，使水中颗粒杂质通过与混凝剂进行物理

反应形成絮体，在水中通过自身重力作用沉淀的一种技术，具有流速慢(每秒厘米级)，

占地面积大的特点。主要有平流池，竖流池，辐流池，斜板管沉淀池四大种。改进的蜂

窝斜管异向流沉淀池、加速澄清池、脉冲澄清池等。在典型的污水处理厂中，沉淀法可

用于下列几个方面：

（1）污水处理的预处理

如沉砂池，常作为一种预处理手段用于去除污水中易于沉降的较大无机性颗粒物。技术：

水的流速减慢(每秒厘米级)。

（2）污水的初级处理（初次沉淀池，简称初沉池，加混凝剂）

初沉池可较经济有效地去除污水中悬浮固体，同时去除一部分呈悬浮状态的有机物，以减

轻后续生物处理构筑物的有机负荷。有时初沉池也单独使用，对污水进行一级处理后排放。

（3）生物处理后的固液分离（二次沉淀池，简称二沉池）

二沉池主要用来分离悬浮生长生物处理工艺中的活性污泥，生物膜法工艺中脱落的生物膜

等，使处理后的出水得以澄清。

（4）污泥处理阶段的污泥浓缩

污泥浓缩池是将来自二沉池的污泥，或者二沉池及初沉池污泥一起进一步浓缩，以减小体

积，降低后续构筑物的尺寸、处理负荷和运行成本等。

1.3过滤技术

生活饮用水常用真空过滤池，小型循环水使用无阀滤池。滤料有鹅卵石，白云石，石英砂、

无烟煤。

2深度处理技术

消毒技术，常规物质生活饮用水，包括三次加臭氧，即水源处，入口处，出口处加氧。加

二氧化氯或次氯酸消毒，以及二次活性碳吸附有机物的过程。

2.1加臭氧方法：

臭氧可以分解多种有机物、除色、除臭。

合泵。采用混合泵溶解臭氧的效率较高，一般在40-70%。

2.2加氯

二氧化氯（ClO2）是国际公认的最新一代高效、广谱、安全的消毒剂，在发达国家已得

到广泛应用，是目前经WHO、FAO评估认可的唯一A1级绿色消毒剂，二氧化氯分子对

病毒衣壳蛋白具有特异吸附作用和穿透能力，通过破坏病毒RNA使其丧失功能，阻断新

RNA合成而使病毒失活。

2.3活性碳

有机污染是受污染水源水处理面临的首要问题。人类合成的有机物中；人体排泄的有机

污染物；农田泾流中含有化肥、农药；二噁英、内分泌干扰物质（环境激素）等污染物

质也有可能存在于饮用水中。此时应用活性碳吸附有机物技术。

活性碳吸附作用的形成，主要来自伦敦色散力，这也是另一种范德华力的表现。只要分

子足够靠近，都会很自然产生范德华力，物理吸附。此种作用力与温度无关，不受温度

之影响。伦敦分散力必须在炭表面与被吸附分子之间达到吸附作用的距离之后才会发生，

该力的大小涉及被吸附分子中所有相关原子与活性炭表面碳原子密切接触的程度。活性炭

在高温制备过程中，炭的表面形成了多种官能团，这些官能团对水中离子有化学吸附作用，

活性炭也可以去除多种重金属离子。其作用机理是通过络合鳌合作用，它的选择性较高，

属单层吸附。

粒状炭过滤的处理效果稳定，出水水质好，吸附饱和后的活性炭可以再生重复使用，运行

费用较低，因此水厂一般都使用粒状炭吸附技术。粒状炭的缺点是需单设炭滤池或滤罐，

设备投资比粉状炭高。

2.3膜分离技术

2.3.1微滤

微滤的孔径为零点几微米到几微米，配合混凝剂的使用，能够去除水源水中的悬浮颗粒、

胶体物质和细菌，操作压力为0.1-0.2MPa。微滤可以替代饮用水常规处理的混凝、沉淀、

过滤，在一个设备中实现常规工艺多个处理构筑物才能完成的净水效果。目前微滤技术已

经成功地用于小型地表水净水厂。世界上最大规模为每天3万t，我国也已建成数个每天几

千吨规模的微滤膜净水厂。

2.3.2超滤

超滤膜的孔径在5nm～0.1μm之间，可以去除相对分子质量在300～300000之间的大分子、

细菌、病毒和胶体微粒，操作压力在0.1～1.0MPa。超滤被广泛用于从工业废水中回收有用

物质，如造纸废水中回收木质素，洗毛废水中回收羊毛脂，电泳涂漆废水中回收电泳漆，食

品工业废水中回收蛋白、乳清等。在饮用水处理领域，大多数家用净水器（一般构成：粗

滤-粒状活性炭-超滤）中都设有中空纤维超滤膜来截留水中的杂质颗粒和细菌。

2.3.3反渗透

反渗透膜的孔径最小，在2～3nm以下。除了水分子外，其他所有杂质颗粒（包括离子）都

不能通过反渗透膜，因此反渗透膜分离得到的水为纯水。反渗透技术已经广泛用于海水淡

化、苦咸水脱盐、工业给水高纯水的制备（电子工业用水、锅炉给水等），近年来迅速发

展起来的饮用纯净水、优质直饮水的核心技术就是反渗透。反渗透技术的操作压力较高，必

须超过所处理水的渗透压。对于海水淡化，操作压力一般在3MPa以上。对于用自来水制备

饮用纯净水，操作压力一般在1MPa以下（根据原水含盐量、纯水收率、膜特性而确定）。

2.3.4纳滤

纳滤膜的孔径略大于反渗透膜，为几个纳米，操作压力也低于反渗透。纳滤可以截留二价以

上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子（如钠、钾、氯离子）。纳滤

可以用于生产直饮水，出水中仍保留一定的离子，比纯水有益于健康，并可降低处理费用。

2.3.5膜法特点：需要进行预处理，水质达标后才能使用，需要投加药剂，去除的污染物范围

广，可通过选用不同的膜实现预定的分离效果，运行可靠，设备紧凑、易于实现自动控制等。

缺点：设备费和用电费用高，运行中膜易堵塞，需要定期进行化学清洗，前处理要求较高，

存在浓缩液的处理与处置问题等。

近年来随着国产化膜材料价格的降低，膜分离技术在水处理应用中具有越来越强的竞争力。

3预处理技术

常规的预处理工艺可分为氧化法和吸附法，其中氧化法又可分为化学氧化法和生物氧化法。

3.1化学预氧化

包括预氯化，预臭氧，高锰酸钾预氧化，生物预处理。

4强化混凝技术

强化混凝是指在混凝处理中投加过量的混凝剂、新型混凝剂或助凝剂、或者是其他的药剂，

通过加强混凝与絮凝作用，使常规处理工艺尽可能多地去除水中的有机物和消毒副产物的前

体物（主要指腐殖酸、富里酸等有机物）。

4.1机械搅拌澄清池

4.2强化混凝的措施有：从铝盐混凝剂改为铁盐混凝剂（铁盐比铝盐更易于形成与腐殖酸和

富里酸的聚合物），减低pH值（pH值为5～6的条件有利于形成腐殖酸、富里酸的聚合物），

投加有机或无机絮凝剂，采用具有絮凝作用的新型混凝药剂（如聚硅酸盐铁盐、聚硅酸盐铝

盐等），增加混合与絮凝反应的时间，选用澄清工艺等。在混凝中同时进行高锰酸钾预氧化、

粉状炭吸附（如采用含有高锰酸钾、粉状炭、混凝剂的复合药剂）也可以起到强化混凝的效果，

尽管其中还包括了氧化、吸附等作用。

5特种水质处理技术

除铁、除锰，除藻，除氟，过硬源水的软化、苦咸水淡化、海水淡化等技术工艺。