飲用水常規處理工藝的主要去除對象是水源水中的懸浮物、膠體雜質和細菌.其凈化技術是人們在與污染作斗爭的過程中出現的,并不斷地得到發展、提高和完善.隨著工業的迅速發展,水體污染也日益嚴重,水中有害物質逐年增多;同時隨著水質分析技術逐漸改進,水源水和飲用水中能夠測得的微量污染物質的種類也不斷增加.人們生活水平的不斷提高對水質方面的要求也越來越高,為滿足人們的生活需求及與接軌,2001年6月7日國家衛生部制訂了《生活飲用水衛生規范》,新規范將水質指標由原來的《生活飲用水衛生標準》(ＧＢ5749-85)中的35項參數增加到96項,對飲用水中的有機物含量提出了標準.同時,面對水源水質的變化(除了原有的泥沙、膠體物質和病原微生物外,還有有機污染物、高氨氮、消毒副產物、水質生物穩定性等),常規飲用水處理工藝(只能去除水中有機物20%-30%,且由于溶解性有機物存在,不利于破壞膠體的穩定性而使常規工藝對原水濁度去除效果也明顯下降,僅為50-60%)已顯得力不從心.試驗表明,對于分子量10000～100000的有機物通過混凝沉淀可去除80%以上,對于分子量3000～10000的有機物,混凝沉淀也可去除50%左右,據天津水司的試驗,把灤河水處理到濁度小于0.5ＮＴＵ,用氣相色譜儀測得的有機物峰的總面積可減少80%.因此,在現有常規處理技術與工藝的基礎上,發展新的水處理技術與工藝勢在必行.從20世紀70年代開始,經過幾十年的努力,國內外水處理工作者已經研究開發出許多水處理的新技術新工藝,并且已有大量的工程應用取得了較好的凈化效果.
1 強化混凝內涵及其發展
   常規凈水工藝的改造有以下幾種方法:增加深度處理構筑物,如活性炭吸附技術;增加預處理構筑物,如生物預處理(接觸氧化池或生物濾池);不增加常規工藝前、后的凈化構筑物,在現有工藝上改造,如強化混凝、強化過濾、優化消毒.各方法的基本特性如下表示:強化混凝(ｅｎｈａｎｃｅｄｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ簡稱EC)是指在常規處理工藝流程中在混凝處理時投加過量的混凝劑、新型混凝劑或助凝劑或者是其他的藥劑并控制一定的ｐＨ值,通過加強混凝與絮凝作用,從而提高常規處理中天然有機物(ＮＯＭ)的去除效果,zui大限度地去除消毒副產物的前體物(ＤＢＰＦＰ),保證飲用水消毒副產物符合飲用水標準的方法.與增加深度處理及生物預處理相比,強化常規水處理具有投資省、不需建造新的構造物、不占土地以及經常運行費用低等優點,更適合對原有系統的改造.
2 EC機理及其常用方法
   強化混凝主要是通過改善混凝條件使有機物去除范圍和去除率進一步擴大和提高,其作用機理闡述如下:膠體穩定性的增加是由于大分子天然有機物在無機膠體顆粒表面形成有保護層,造成空間位阻或雙電層排斥作用.混凝的主要作用是去除水中懸浮顆粒和膠體微粒.一般認為混凝過程是混凝劑水解產物對水中膠體進行電中和、使其脫穩,從而形成細小的顆粒,繼而絮凝為大而密實的礬花,并通過吸附架橋或網捕作用使脫穩的膠體生成粒度較大的絮凝體,再通過沉淀與過濾進行分離去除.而水中分子質量較小、溶解度較大的有機物(主要是腐殖酸類中的富里酸等)在一般混凝條件下去除率很低.主要原因是由于其具有良好的親水性而不易被混凝劑的水解產物———金屬氫氧化物所吸附,有機物不但增加了膠體表面電荷,而且造成空間位阻效應.但是,如果通過改善混凝處理條件,即在低ｐＨ、高混凝劑用量的強化混凝條件下形成大量金屬氫氧化物,改善混凝劑水解產物的形態且使其正電荷密度上升,同時低ｐＨ條件會影響有機物離解度和改變水中有機物存在形態.有機物質子化程度提高,電荷密度降低,進而降低其溶解度及親水性,成為較易被吸附的形態.Ｒａｎｄｔｋｅ認為強化混凝去除有機物的機理主要包括膠體狀自然有機物(ＮＯＭ)的電中和作用,腐殖酸和富里酸聚合體的沉淀作用,以及吸附于金屬氫氧化物表面上的共沉淀作用.對水中溶解性的有機物而言,依靠后一種作用即吸附于混凝劑的金屬沉淀物上而去除.例如北京第九水廠的生產實踐表明,在相同加藥量下,機械攪拌澄清池對有機物和消毒副產物前體物的去除效果要優于反應池-沉淀池工藝,其原因就是在機械攪拌澄清池中大量保持的礬花可以充分發揮其吸附作用,而反應-沉淀工藝中礬花形成后即被沉淀去除,其吸附潛力尚未*發揮.