飲用水深度處理技術研究進展
目前我過飲用水處理工藝多為混凝、沉淀、過 濾、消毒,這種常規處理工藝能有效去除水源水中的色度、懸浮物、膠體物質、細菌,但對有機物,尤其是 溶解性有機物的去除效率低下（20%~30%)。而為解決地表水源中存在的氨氮濃度普遍較高及出水中細菌 指標問題,一般采用加氯工藝,氯易與水中的腐殖物等有機物反應生成大量的有機鹵化物已被證明是 “三致”物質,對人體有很大危害.同時氯對水中的賈第蟲和隱孢子蟲殺滅效果不佳。研究發 現,飲用水中的溶解性有機物的含量與細菌總數有著直接的聯系。水中的溶解性有機物量高,會引起細菌 在配水管網中的重新繁殖,一般認為,為保證用水的生物穩定性,氯化出水的可同化有機碳(AOC)必須控制 在50~100ug/L以下,目前我國大部分水廠出水還沒有達到該項標準.隨著人民生活水平的提高, 人們對飲用水水質有更高的要求,并提出直飲水的要求,分質供水已成為必然趁勢.由于短時期內要改變水 源水污染現狀顯得不大可能，有效的途徑是對飲用水進行深度精華,目前已研究開發出多種深度凈化技術, 有的已投入實際運用。1、 化學氧化臭氧是飲用水深度處理技術中運用較為廣泛的化學氧化劑，不僅用于除色、味、溶解性的錳、鐵、酚等，而且可以破壞某些有機微污染物的分子結 構，將大分子難降解有機物轉變為小分子易降解物質，大劑量臭氧的加入可使水中的有機物無機化，但 同時會增加臭氧副產物的生成量，經濟上也不可行。臭氧對三氯甲烷、鹵乙酸前質表現出較好的去除效 果，但對已形成的消毒副產物去除效果較差，在溴化物存在的情況下，優先與其生成致癌性很高的溴酸 鹽。臭氧氧化還將導致AOC升高，飲用水的生物穩定性下降，引起管網中細菌增殖，所以很少將臭氧單獨 用于實際運用中，一般與活性炭聯用。2、 光化學氧化技術光化學氧化技術是通 過化學氧化和光輻射的共同作用，使水中產生許多活性極高的烴基自由基，這些自由基易破解水中難降 解有機物的結構，其氧化效果與速率比單獨使用化學氧化或光輻射效果要好得多。目前研究較多的是光 催化氧化和光激發氧化。2.1光催化氧化是以n型半導體為敏化劑的一種光敏化反 應，通過在水中加入一定數量的半導體催化劑，在UV輻射下發生價帶電子激發遷移，產生具有極強氧化 性的價帶空穴，空穴具有很強的獲得電子的能力，能將半導體顆粒表面的OH-和H2O分子轉化為氧化能力 和反應性很強的烴基自由基，氧化水中的有機物。光催化氧化在實際運用中還存在一些問題 ，催化劑長期使用后的中毒、再生回收以及對飲用水的安全問題還待進一步的研究。2.2光激 發氧化是以O3、H2O2等作為氧化劑，常用的工藝有UV+O3、UV+H2O2。對水源中兩種典型消 毒副產物生成勢的研究發現，采用UV+O3工藝。1小時后TOC去除了50%，三氯甲烷生成勢、鹵乙酸生成勢 分別下降了80%和70%，比單獨使用UV或O3效果好得多。UV+H2O2工藝與20世紀80年代開始用于 飲用水處理，但在實際運用中存在HRT時間長、H2O2投量大及余量處理等問題。3.吸附技術以活性炭為代表的多孔性介質，具有發達的空隙結構和巨大的比表面積，能去除水中的臭、 味、天然與人工合成有機物、重金屬等，是目前較為成熟的凈化工藝。但因其自身吸附特性和吸附容量的限 制，不能保證對所有的有機物有穩定的和長期的去除效果，同時對低分子極性強和大分子有機物不 能有效吸附，其吸附更佳分子量范圍500~3000Dalotn。4.膜技術膜分離被認為是具有發展潛力的飲用水深度處理技術，運行穩定，無二次污染，具有其它技術無法比擬的優點。根據 膜孔徑的不同分為：微濾、超濾、納濾和反滲透。這些膜對細菌都有很好的截流作用，是去除賈第蟲和 隱孢子蟲的有效方法。微濾和超濾主要去除原水中的懸浮顆粒、膠體物質，對溶解性有機物的去除率不 高；納濾能有效去除水中溶解性有機物、THMFP、色度及多價離子，但單價離子的截留效果較差；反滲透 幾乎能截留水中的所有物質、離子。5.礦化技術健康的水應是去除了有機污染物 、三致物質、病原菌、病毒和病原原生物的，并且含有適量微量元素和礦物質的有益于健康的水，我們 在對水進行深度處理的同時，也去除了部分對人體有益的微量元素，所以有必要對深度處理出水進行礦 化處理。目前運用較多的是將深度處理出水流經木魚石，它會溶出Ca2+、Mg2+等常量元素和Sr、Se等微 量元素。6.結語任何一種深度凈化工藝都有其更佳的適用范圍，在實際應用中， 應根據原水水質及應用需求合理選擇工藝。面對目前短期內不可扭轉的水源污染現狀，如何有效利用現 有技術，進一步開發經濟、安全、實用性強的深度凈化新工藝顯得尤為重要。
2019-06-06
