典型给水处理工艺18.1给水处理工艺系统的选择原则18.1.2给水处理工艺系统的选择给水处理工艺系统应该在技术上可行，经济上合理，运行上安全可靠和便于操作。给水处理工艺系统应通过试验来检验。原则上不存在完全相同的水处理工艺系统。通过试验可得优化工艺组合和优化工艺参数，能节省大量资金。已建原水水质相近的水处理工艺系统的运行经验，也可作为重要参考。由于原水水质和水量常常是不断变化的，水处理工艺系统对水质水量变化的适应性，即抗冲击性能，也是评价技术可行性的重要指标。给水处理工艺系统的经济合理性，是在保证处理水质满足用户要求的前提下，使在资金偿还期限内建设费用和运行费用之和为最低。18.2以地面水为水源的城市饮用水工艺18.2.1水的常规处理工艺（第一代城市饮用水净化工艺）19世纪前，水介烈性传染病流行，人类面临生物安全性问题。20世纪初研发的地面水常规处理工艺，主要是指在以天然地面水为原水的城市自来水厂中采用最广的一种工艺系统，它主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目标而设计的。常规水处理工艺系统，主要由混凝、沉淀和过滤三个单元处理方法组成，如图18.1所示。适用于浊度几十至几百NTU的地面水。20世纪中叶，在城市生活饮用水的细菌学指标符合卫生标准的情况下，曾发生过水介病毒性疾病的爆发。研究表明，水的浑浊度与病毒疾病的发病率有关。18.2.2水的深度处理工艺（第二代城市饮用水处理工艺）20世纪70年代，发现城市饮用水中含有种类繁多的有毒有害的有机污染物和氯化消毒副产物等健康威胁——化学安全性问题。有的天然地面水源水有机物含量较高，有的水源水因受污染而致有机物含量增高，有的甚至产生嗅味，水中有机物在氯化消毒过程中会生成对人体有毒害作用的卤代烃，有机物含量高还会对混凝除浊产生不良影响，所以近年来人们都十分关注水中有机物的去除，水厂也开始将有机物的去除做为水处理的一个新的目标。水源水中的有机物可分为天然有机物（NOM）和人工合成有机物（SOC）。天然有机物是指动植物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的物质，包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的动物组织及动物的废弃物，颗粒态有机物等，其中腐殖质含量最多。典型的天然有机物不超过10～20种。人工合成有机物种类繁多，大多为有毒有害有机污染物，其中包括致癌、致畸、致突变（三致）有机污染物。水中有一些有机污染物，在微生物分解过程中消耗大量溶解氧，称为耗氧有机物。耗氧有机物一般不具毒性，但通过消耗水中大量的溶解氧恶化水质，破坏水体功能；水中耗氧有机物的分解常释放出营养物质――氮、磷、硫等，会引起水体的富营养化导致水体中水生植物与藻类的大量繁殖。藻类在其生长过程中由于新陈代谢从体内排出的一些代谢残渣，以及藻类尸体分解的产物，称为藻类有机物。水中的颗粒态有机物主要有被大分子有机物包裹的颗粒油，及生物态颗粒有机物。人工合成有机物（SOCS）一般难于生物降解，在环境中有一定的残留水平，具有三致作用和毒性。已发现水中有2221种有机化合物，并且在饮水中发现有756种，其中有20种致癌物，23种可疑致癌物，18种促癌物和56种致突变物。水中存在的内分泌干扰物质，能干扰包括人类在内的生物繁殖过程，造成人类生殖能力下降，导致有的生物物种绝灭。水源水中有毒有机污染物的特点是数量众多，虽然浓度常为ppb级，但却能对人体健康造成危害。常规水处理工艺常用氯消毒，氯与水中有机物作用会生成有毒害的氯化消毒副产物。特别是，当采用预氯化时，会生成较多的有毒害消毒副产物。在常规工艺中，有时采用折点加氯的方法去除氨氮，当水中氨氮含量较高时，折点加氯投氯剂量很大，不仅不经济，并且会生成更多的氯化消毒副产物。仅用常规水处理工艺，已无法将受污染的水源水处理到符合新的生活饮用水卫生标准的程度。活性炭吸附是提高常规工艺去除水中有机污染物能力的比较有效的方法。当采用粉末活性炭时，于常规工艺前投加混凝剂的同时（或之后）向水中投加粉末活性炭，粉末炭在混合池中与水充分混合，再在经絮凝池和沉淀池的流动过程中吸附水中有机污染物，并在沉淀池中随水源水中悬浮物沉淀下来，水中残留的少量粉末炭最后在滤池中被截留。采用颗粒活性炭除污染时，常于常规工艺过滤池之后设置颗粒活性炭滤池。化学氧化是提高常规处理工艺去除水中有机污染物的另一个比较有效的方法。为了提高去除效果，可以采取强化混凝的方法。强化混凝不仅能提高大分子量有机物的去除率，对小分子量有机物也有一定效果；同时可以提高对浊质的去除率。由常规工艺和臭氧－颗粒活性炭联用组成的工艺，被称为深度处理工艺。水源水中溴化物含量较高的沿海地区，应慎用臭氧氧化工艺。高锰酸钾（投加于常规工艺之前）氧化去除水中的有机污染物，是一项新技术，在常规工艺前投加混凝剂的同时（或前或后，由实