飲用水深度處理技術(shù)研究進(jìn)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(duì)有機(jī)物,尤其是 溶解性有機(jī)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(jī)物反應(yīng)生成大量的有機(jī)鹵化物已被證明是 “三致”物質(zhì),對(duì)人體有很大危害.同時(shí)氯對(duì)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(jī)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(jī)物量高,會(huì)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(jī)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(xiàng)標(biāo)準(zhǔn).隨著人民生活水平的提高, 人們對(duì)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(shì).由于短時(shí)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(duì)飲用水進(jìn)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(shí)際運(yùn)用。1、 化學(xué)氧化臭氧是飲用水深度處理技術(shù)中運(yùn)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(jī)微污染物的分子結(jié) 構(gòu)，將大分子難降解有機(jī)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(jī)物無機(jī)化，但 同時(shí)會(huì)增加臭氧副產(chǎn)物的生成量，經(jīng)濟(jì)上也不可行。臭氧對(duì)三氯甲烷、鹵乙酸前質(zhì)表現(xiàn)出較好的去除效 果，但對(duì)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(dú) 用于實(shí)際運(yùn)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(jī)物的結(jié)構(gòu)，其氧化效果與速率比單獨(dú)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(jià)帶電子激發(fā)遷移，產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化 性的價(jià)帶空穴，空穴具有很強(qiáng)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(qiáng)的烴基自由基，氧化水中的有機(jī)物。光催化氧化在實(shí)際運(yùn)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(duì)飲用水的安全問題還待進(jìn)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(duì)水源中兩種典型消 毒副產(chǎn)物生成勢(shì)的研究發(fā)現(xiàn)，采用UV+O3工藝。1小時(shí)后TOC去除了50%，三氯甲烷生成勢(shì)、鹵乙酸生成勢(shì) 分別下降了80%和70%，比單獨(dú)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(shí)際運(yùn)用中存在HRT時(shí)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(jī)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(duì)所有的有機(jī)物有穩(wěn)定的和長期的去除效果，同時(shí)對(duì)低分子極性強(qiáng)和大分子有機(jī)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(yùn)行穩(wěn)定，無二次污染，具有其它技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。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(duì)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(duì)溶解性有機(jī)物的去除率不 高；納濾能有效去除水中溶解性有機(jī)物、THMFP、色度及多價(jià)離子，但單價(jià)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(jī)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(duì)水進(jìn)行深度處理的同時(shí)，也去除了部分對(duì)人體有益的微量元素，所以有必要對(duì)深度處理出水進(jìn)行礦 化處理。目前運(yùn)用較多的是將深度處理出水流經(jīng)木魚石，它會(huì)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(shí)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(duì)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(jìn)一步開發(fā)經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用性強(qiáng)的深度凈化新工藝顯得尤為重要。
2019-06-06
