在水处理工程中,控制微生物污染是保障水质安全、维护公众健康的重要环节。由于水源种类多样,包括地表水、地下水、雨水及污水等,其中往往含有大量微生物,如细菌、病毒、真菌和原生动物等。这些微生物可能对人体健康造成严重威胁,因此必须通过科学合理的技术手段加以控制。
首先,了解微生物污染的来源是制定控制策略的前提。自然水体中的微生物主要来源于土壤、动植物残骸、人类活动排放的生活污水以及农业和工业废水。例如,大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌常存在于人畜粪便中,一旦进入供水系统,就可能引发肠道疾病。此外,蓝藻等浮游生物在特定条件下会大量繁殖,释放毒素,影响饮用水的安全性。
为了有效控制微生物污染,水处理工程通常采用“多级屏障”策略,即通过物理、化学和生物等多种手段相结合的方式,确保微生物被高效去除或灭活。常见的处理工艺包括预处理、混凝沉淀、过滤、消毒以及高级氧化等。
预处理阶段主要是针对高浊度或有机物含量较高的水源进行初步处理,如格栅拦截大颗粒杂质、沉砂池去除悬浮物等。这一阶段虽然不能直接杀灭微生物,但可以降低后续处理单元的负荷,提高整体处理效率。
混凝沉淀和过滤是去除水中悬浮物和部分微生物的关键步骤。通过投加混凝剂(如聚合氯化铝、硫酸铝等),使水中的胶体物质和细小颗粒凝聚成较大的絮体,随后在沉淀池中沉降去除。之后,水经过砂滤或多介质过滤器,可进一步去除残留的悬浮颗粒和附着其上的微生物。研究表明,常规的混凝—沉淀—过滤工艺可去除90%以上的细菌和部分病毒。
然而,仅靠物理去除仍难以彻底消除微生物风险,因此消毒成为水处理中不可或缺的环节。目前常用的消毒方法包括氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等。氯消毒因其成本低、操作简便、具有持续杀菌能力而被广泛使用。它能有效杀灭大多数细菌和病毒,但在某些情况下会产生三卤甲烷等消毒副产物,需严格控制投加量。紫外线消毒则是一种物理杀菌方式,利用特定波长的紫外线破坏微生物DNA结构,从而实现灭活作用。该方法无化学残留,适用于对水质要求较高的场合。臭氧消毒杀菌效果强,且不会产生氯代副产物,但设备投资较高,且臭氧不稳定,需现场制备。
近年来,随着人们对水质安全要求的不断提高,高级氧化技术也逐渐应用于水处理领域。高级氧化技术(AOPs)通过产生强氧化性的羟基自由基(·OH)来分解有机污染物和破坏微生物细胞壁,从而达到高效杀菌的目的。常见的AOPs包括臭氧/H₂O₂、UV/H₂O₂、Fenton反应等。这类技术不仅能有效控制微生物污染,还能同时去除微量有机污染物,提升出水水质。
除了上述物理化学方法外,生物处理技术也在某些特定场景下发挥重要作用。例如,在污水处理中,生物膜法、活性污泥法等通过微生物自身的代谢作用降解有机物并抑制有害微生物的生长。而在慢滤池等传统净水设施中,生物层的形成也有助于吸附和降解水中的病原微生物。
为确保微生物控制措施的有效性,水厂还需建立完善的水质监测体系。通过对进出水中的总大肠菌群、耐热大肠菌群、菌落总数等指标进行定期检测,可以及时掌握水质变化情况,并根据监测结果调整处理工艺参数。此外,管网系统的卫生管理也不容忽视,应定期清洗消毒输配水管道,防止二次污染的发生。
综上所述,水处理工程中控制微生物污染是一项系统性工程,需要结合多种处理技术和管理手段,构建多层次防护体系。从源头防控到末端消毒,每一个环节都至关重要。只有通过科学设计、规范运行与严格监管,才能确保供水水质安全,满足人民群众对高品质饮用水的需求。
Copyright © 2002-2024