飲用水深度處理技術(shù)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(guī)處理工藝能有效去除水源水中的色度、懸浮物、膠體物質(zhì)、細(xì)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(xì)菌 指標(biāo)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(yīng)生成大量的有機鹵化物已被證明是 “三致”物質(zhì),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(fā) 現(xiàn),飲用水中的溶解性有機物的含量與細(xì)菌總數(shù)有著直接的聯(lián)系。水中的溶解性有機物量高,會引起細(xì)菌 在配水管網(wǎng)中的重新繁殖,一般認(rèn)為,為保證用水的生物穩(wěn)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(dá)到該項標(biāo)準(zhǔn).隨著人民生活水平的提高, 人們對飲用水水質(zhì)有更高的要求,并提出直飲水的要求,分質(zhì)供水已成為必然趁勢.由于短時期內(nèi)要改變水 源水污染現(xiàn)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(fā)出多種深度凈化技術(shù), 有的已投入實際運用。1、 化學(xué)氧化臭氧是飲用水深度處理技術(shù)中運用較為廣泛的化學(xué)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(jié) 構(gòu)，將大分子難降解有機物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿右捉到馕镔|(zhì)，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(chǎn)物的生成量，經(jīng)濟上也不可行。臭氧對三氯甲烷、鹵乙酸前質(zhì)表現(xiàn)出較好的去除效 果，但對已形成的消毒副產(chǎn)物去除效果較差，在溴化物存在的情況下，優(yōu)先與其生成致癌性很高的溴酸 鹽。臭氧氧化還將導(dǎo)致AOC升高，飲用水的生物穩(wěn)定性下降，引起管網(wǎng)中細(xì)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(lián)用。2、 光化學(xué)氧化技術(shù)光化學(xué)氧化技術(shù)是通 過化學(xué)氧化和光輻射的共同作用，使水中產(chǎn)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(jié)構(gòu)，其氧化效果與速率比單獨使用化學(xué)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(fā)氧化。2.1光催化氧化是以n型半導(dǎo)體為敏化劑的一種光敏化反 應(yīng)，通過在水中加入一定數(shù)量的半導(dǎo)體催化劑，在UV輻射下發(fā)生價帶電子激發(fā)遷移，產(chǎn)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(dǎo)體顆粒表面的OH-和H2O分子轉(zhuǎn)化為氧化能力 和反應(yīng)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(fā)氧化是以O(shè)3、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(chǎn)物生成勢的研究發(fā)現(xiàn)，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(jì)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(shù)以活性炭為代表的多孔性介質(zhì)，具有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)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(wěn)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(shù)膜分離被認(rèn)為是具有發(fā)展?jié)摿Φ娘嬘盟疃忍幚砑夹g(shù)，運行穩(wěn)定，無二次污染，具有其它技術(shù)無法比擬的優(yōu)點。根據(jù) 膜孔徑的不同分為：微濾、超濾、納濾和反滲透。這些膜對細(xì)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(zhì)，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(zhì)、離子。5.礦化技術(shù)健康的水應(yīng)是去除了有機污染物 、三致物質(zhì)、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(zhì)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(jīng)木魚石，它會溶出Ca2+、Mg2+等常量元素和Sr、Se等微 量元素。6.結(jié)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(yīng)用中， 應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及應(yīng)用需求合理選擇工藝。面對目前短期內(nèi)不可扭轉(zhuǎn)的水源污染現(xiàn)狀，如何有效利用現(xiàn) 有技術(shù)，進一步開發(fā)經(jīng)濟、安全、實用性強的深度凈化新工藝顯得尤為重要。
2019-06-06
