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摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视自来水厂的深度处理，自来水的深度处理技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍深度处理自来水厂的建设的有关内容。
关键词 自来水厂；深度处理；工艺；技术；程度；意义；
中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A 文章编号：
引言
针对近年来我国自来水厂供水水源受污染的程度逐年加大的问题,采用新颖的预处理工艺和增加深度处理工艺是改善出厂水质的必要手段。通过处理工艺的比较,发现生物接触氧化工艺较适合原水的水质特点,其具有去除氨氮和有机物效果好、容积负荷高、耐冲击负荷、出水水质好且稳定、耗能低等优点;出厂水水质答复提高，达到了《生活饮用水卫生标注》的要求，保证了用户饮用水的安全。本文针对某城市30000m3/d的自来水处理工程，依照“技术成熟、投资节省、运行灵活、管理方便”等原则确定处理工艺，核心生物处理部分采用生物滤法工艺，辅助以沉砂等物理处理手段，原水经提升泵提升后在后续处理单元中能自流。
一、污水深度处理的主要工艺
污水深度处理，也称高级处理或三级处理。它是将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理，以便有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求。深度处理常见的方法有以下几种。
1.1活性炭吸附法与离子交换
活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500～3 000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%～86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
1.2膜分离法
膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，细菌去除率90%以上。纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为0.5～1.0 MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率高达95%以上，一价离子的去除率较低，为40%～80%[12]。
1.3高级氧化法
工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基（如•OH等），使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O，达到无害化目的。
高级氧化法主要有：湿式氧化法，湿式催化氧化法，超临界水氧化法，光化学催化氧化法，电化学氧化法，超声辐射降解法，辐射法。
1.4臭氧法
臭氧具有极强的氧化性，对许多有机物或官能团发生反应，有效地改善水质。臭氧能氧化分解水中各种杂质所造成的色、嗅，其脱色效果比活性炭好；还能降低出水浊度，起到良好的絮凝作用，提高过滤滤速或者延长过滤周期。目前，由于国内的臭氧发生技术和工艺比较落后，所以运行费用过高，推广有难度。
此外，一般的化学混凝、沉淀和气浮、消毒等也是常见工艺。
二、工艺的选择
通过处理工艺的比较，发现生物接触氧化工艺较适合原水的水质特点，其具有去除氨氮和有机物效果好，容积负荷高出水水质好且稳定，投资和运行费用低等优点，所以采用生物接触氧化法作为预处理工艺；经预处理和常规处理后，选择运用较多的臭氧/生物活性炭连用技术作为深度处理技术。
2.1生物接触氧化法
生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
2.2臭氧氧化法
用臭氧氧化法处理废水所使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气。臭氧氧化法水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。目前大规模生产臭氧的唯一方法是无声放电法。
2.3生物活性炭法
生物活性炭法是利用活性炭表敏生长的微生物降解与活性炭吸附作用共同去除有机物。由于微生物能优先降解水中的有机物，降低了活性炭的吸附负荷，延长了活性炭的使用周期，减少了活性炭的再生频率，从而降低生产成本与能耗。
三、深度处理工艺方案
3.1 深度处理程度计算
3.1.1 CODcr的处理程度
（1）
式中E—COD的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中COD的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中COD的浓度，（mg/L）
3.1.2 溶解性BOD5的处理程度
（2）
式中 E—BOD5的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中BOD5的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中BOD5的浓度，（mg/L）
3.1.3 Fe的处理程度
式中E—Fe的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中Fe的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中Fe的浓度，（mg/L）
3.1.4Mn的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中Mn的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中Mn的浓度，（mg/L）
3.1.5 色度的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中的色度
Ce—已处理水质中的色度
3.1.6 濁度的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中的浊度
Ce—已处理水质中的浊度
3.1.7 大肠菌群的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中的大肠菌群
Ce—已处理水质中的大肠菌群
3.2.工艺流程
工艺流程见下图
四、深度处理自来水厂的建设的意义
4.1环境效益
该自来水处理厂处理规模为30000 m3/d，污水经过处理后达到《自来水标准(GB8978—1996)一级处理标准》，因此能显著改善受纳水体水质。预计污染物质每年的削减量为： CODcr 6570t/年，BOD5 3723t/年，SS 3782 t/年，NH3-N 569t/年，TP 98.5t/年。对改善区域水环境质量具有积极的作用，同时对降低区域内企业的污染处理成本，提高生产效率，提高区域内人民的生活质量，改善人们的生活环境有明显的促进作用。
4.2社会效益
污水治理工程保护了地下水源、提高了地面水环境质量，使人民生活水平不断提高。城市污水处理工程是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的公用事业工程，其效益主要表现为社会效益。本工程实施后，可有效地解决区域内的水污染问题，为城市服务，为社会服务，可改善城市市容，提高卫生水平，保护人民身体健康，改善生活环境，产生间接经济效益，促进经济可持续发展。
4.3经济效益
处理工程从短期来看并无显著的直接投资效益，但是从长期来看其经济效益是非常乐观的，并且其投资的间接经济效益也较为重要，主要是通过减少污水污染对社会造成的经济损失而表现出来，其表现形式如下：
1) 工业企业方面
可减少各工业企业分散进行污水处理所增加的投资和运行管理费，减轻企业负担。
2) 废物回收利用方面
污水中含有BOD、N、P、K等营养成份，这些物质经过污水处理后转化到泥饼中，泥饼可用作农肥及养鱼的饲料。并且可制成生物燃料，从一定程度上可以缓解能源紧缺所带来的压力。
3) 农、物、渔业方面
水污染可能造成粮食作物、畜产品、水产品产量下降，造成经济损失。建立的污水厂可大大的减轻污水问题。
4) 人体健康方面
水污染会造成人的发病率上升，医疗保健费用增加，劳动生产率下降。根据有关资料显示，我国排水系统及污水设施建设，每投入1万元可以减少因水污染造成的健康损失、地价损失、农业损失、工业损失共计3.72元。
结束语
综上所述，自来水的深度处理工程保护了地下水源、提高了地面水环境质量，使人民生活水平不断提高。城市污水处理工程是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的公用事业工程，该工程可有效地解决区域内的水污染问题，为城市服务，为社会服务，可改善城市市容，提高卫生水平，保护人民身体健康，改善生活环境，促进经济可持续发展。
参考文献
[1].《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
[2].厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ 576-2010）
[3].序批式活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ 577-2010）
[4].污水气浮处理工程技术规范（HJ 2007-2010）
[5].氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范 -- HJ 578-2010
[6].三废处理工程技术手册废水卷
关键词 自来水厂；深度处理；工艺；技术；程度；意义；
中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A 文章编号：
引言
针对近年来我国自来水厂供水水源受污染的程度逐年加大的问题,采用新颖的预处理工艺和增加深度处理工艺是改善出厂水质的必要手段。通过处理工艺的比较,发现生物接触氧化工艺较适合原水的水质特点,其具有去除氨氮和有机物效果好、容积负荷高、耐冲击负荷、出水水质好且稳定、耗能低等优点;出厂水水质答复提高，达到了《生活饮用水卫生标注》的要求，保证了用户饮用水的安全。本文针对某城市30000m3/d的自来水处理工程，依照“技术成熟、投资节省、运行灵活、管理方便”等原则确定处理工艺，核心生物处理部分采用生物滤法工艺，辅助以沉砂等物理处理手段，原水经提升泵提升后在后续处理单元中能自流。
一、污水深度处理的主要工艺
污水深度处理，也称高级处理或三级处理。它是将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理，以便有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求。深度处理常见的方法有以下几种。
1.1活性炭吸附法与离子交换
活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500～3 000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%～86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
1.2膜分离法
膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，细菌去除率90%以上。纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为0.5～1.0 MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率高达95%以上，一价离子的去除率较低，为40%～80%[12]。
1.3高级氧化法
工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基（如•OH等），使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O，达到无害化目的。
高级氧化法主要有：湿式氧化法，湿式催化氧化法，超临界水氧化法，光化学催化氧化法，电化学氧化法，超声辐射降解法，辐射法。
1.4臭氧法
臭氧具有极强的氧化性，对许多有机物或官能团发生反应，有效地改善水质。臭氧能氧化分解水中各种杂质所造成的色、嗅，其脱色效果比活性炭好；还能降低出水浊度，起到良好的絮凝作用，提高过滤滤速或者延长过滤周期。目前，由于国内的臭氧发生技术和工艺比较落后，所以运行费用过高，推广有难度。
此外，一般的化学混凝、沉淀和气浮、消毒等也是常见工艺。
二、工艺的选择
通过处理工艺的比较，发现生物接触氧化工艺较适合原水的水质特点，其具有去除氨氮和有机物效果好，容积负荷高出水水质好且稳定，投资和运行费用低等优点，所以采用生物接触氧化法作为预处理工艺；经预处理和常规处理后，选择运用较多的臭氧/生物活性炭连用技术作为深度处理技术。
2.1生物接触氧化法
生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
2.2臭氧氧化法
用臭氧氧化法处理废水所使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气。臭氧氧化法水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。目前大规模生产臭氧的唯一方法是无声放电法。
2.3生物活性炭法
生物活性炭法是利用活性炭表敏生长的微生物降解与活性炭吸附作用共同去除有机物。由于微生物能优先降解水中的有机物，降低了活性炭的吸附负荷，延长了活性炭的使用周期，减少了活性炭的再生频率，从而降低生产成本与能耗。
三、深度处理工艺方案
3.1 深度处理程度计算
3.1.1 CODcr的处理程度
（1）
式中E—COD的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中COD的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中COD的浓度，（mg/L）
3.1.2 溶解性BOD5的处理程度
（2）
式中 E—BOD5的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中BOD5的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中BOD5的浓度，（mg/L）
3.1.3 Fe的处理程度
式中E—Fe的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中Fe的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中Fe的浓度，（mg/L）
3.1.4Mn的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中Mn的浓度，（mg/L）
Ce—已处理水质中Mn的浓度，（mg/L）
3.1.5 色度的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中的色度
Ce—已处理水质中的色度
3.1.6 濁度的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中的浊度
Ce—已处理水质中的浊度
3.1.7 大肠菌群的处理程度
式中E—Mn的处理程度，（％）
Ci—未处理水质中的大肠菌群
Ce—已处理水质中的大肠菌群
3.2.工艺流程
工艺流程见下图
四、深度处理自来水厂的建设的意义
4.1环境效益
该自来水处理厂处理规模为30000 m3/d，污水经过处理后达到《自来水标准(GB8978—1996)一级处理标准》，因此能显著改善受纳水体水质。预计污染物质每年的削减量为： CODcr 6570t/年，BOD5 3723t/年，SS 3782 t/年，NH3-N 569t/年，TP 98.5t/年。对改善区域水环境质量具有积极的作用，同时对降低区域内企业的污染处理成本，提高生产效率，提高区域内人民的生活质量，改善人们的生活环境有明显的促进作用。
4.2社会效益
污水治理工程保护了地下水源、提高了地面水环境质量，使人民生活水平不断提高。城市污水处理工程是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的公用事业工程，其效益主要表现为社会效益。本工程实施后，可有效地解决区域内的水污染问题，为城市服务，为社会服务，可改善城市市容，提高卫生水平，保护人民身体健康，改善生活环境，产生间接经济效益，促进经济可持续发展。
4.3经济效益
处理工程从短期来看并无显著的直接投资效益，但是从长期来看其经济效益是非常乐观的，并且其投资的间接经济效益也较为重要，主要是通过减少污水污染对社会造成的经济损失而表现出来，其表现形式如下：
1) 工业企业方面
可减少各工业企业分散进行污水处理所增加的投资和运行管理费，减轻企业负担。
2) 废物回收利用方面
污水中含有BOD、N、P、K等营养成份，这些物质经过污水处理后转化到泥饼中，泥饼可用作农肥及养鱼的饲料。并且可制成生物燃料，从一定程度上可以缓解能源紧缺所带来的压力。
3) 农、物、渔业方面
水污染可能造成粮食作物、畜产品、水产品产量下降，造成经济损失。建立的污水厂可大大的减轻污水问题。
4) 人体健康方面
水污染会造成人的发病率上升，医疗保健费用增加，劳动生产率下降。根据有关资料显示，我国排水系统及污水设施建设，每投入1万元可以减少因水污染造成的健康损失、地价损失、农业损失、工业损失共计3.72元。
结束语
综上所述，自来水的深度处理工程保护了地下水源、提高了地面水环境质量，使人民生活水平不断提高。城市污水处理工程是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的公用事业工程，该工程可有效地解决区域内的水污染问题，为城市服务，为社会服务，可改善城市市容，提高卫生水平，保护人民身体健康，改善生活环境，促进经济可持续发展。
参考文献
[1].《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
[2].厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ 576-2010）
[3].序批式活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ 577-2010）
[4].污水气浮处理工程技术规范（HJ 2007-2010）
[5].氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范 -- HJ 578-2010
[6].三废处理工程技术手册废水卷