飲用水深度處理技術(shù)的研究進展與應用現(xiàn)狀

1、    飲用水深度處理技術(shù)的研究進展與應用現(xiàn)狀    摘要：細菌及濁度是傳統(tǒng)的飲用水處理工藝的主要處理對象，而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)及生活污染越來越嚴重，有機物和氨氮已成為飲水用的主要污染物，國家也相應制定了更嚴格的飲用水水質(zhì)標準，經(jīng)傳統(tǒng)技術(shù)處理得到的水質(zhì)不能達到飲用水水質(zhì)標準，我們亟需研發(fā)新的處理技術(shù)對飲用水進行深度處理，因而相關(guān)技術(shù)也應運而生。本文主要介紹了幾種常見的飲用水深度處理技術(shù)及它們的組合應用，如膜分離技術(shù)、臭氧活性炭技術(shù)等。關(guān)鍵詞：飲用水；深度處理；膜分離技術(shù)；臭氧活性炭技術(shù)：k928.4 ：a 文件編號：2095-672x（2017

2、）03-0105-01doi：10.16647/15-1369/x.2017.03.053abstract：bacteria and turbidity are the main treatment objects of traditional drinking water treatment technology. with the rapid development of economy and the pollution of industry and life， organic matter and ammonia nitrogen have become the main pollu

3、tants in drinking water. the state has also developed a more stringent drinking water quality standard， the traditional technology to deal with the water quality can not meet the drinking water quality standards， we need to develop new treatment technology for deep treatment of drinking water， the r

4、elevant technology also came into being. this paper introduces several common drinking water treatment techniques and their combined applications， such as membrane treatment technology and ozone activated carbon technology.keywords：drinkingwater；advancedtreatment；membranetreatmenttechnology；ozone ac

5、tivated carbon technology我國地大物博，水資源豐富，但人居占有量只有全世界平均值的1/4。近些年，隨著農(nóng)藥、化肥等的大量使用及工業(yè)的快速發(fā)展及污水處理系統(tǒng)的不完善，水中的有機污染物種類及含量日益增加，我國水污染問題越來越嚴峻 1。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，全世界11億人正在飲用受污染水源的水，長期飲用這種水會對人體健康產(chǎn)生嚴重的危害2。研究發(fā)現(xiàn)，惡性腫瘤等疾病都與水質(zhì)污染有關(guān)，每天約6000名兒童由于飲用不潔水體而死亡。為此，我國飲用水水質(zhì)標準的制定也越來越嚴格，更加重視農(nóng)藥等有毒有害物、消毒副產(chǎn)物、砷、鉛及微生物的健康風險。傳統(tǒng)的飲用水處理工藝是混凝、沉淀、過濾及消毒，主要處理的是細

6、菌、濁度及色度等，但不能有效去除臭味、有機物、氨氮、藻類及內(nèi)分泌干擾物等，且傳統(tǒng)的氯消毒會產(chǎn)生“三致”消毒副產(chǎn)物，還存在管網(wǎng)二次污染及出水不穩(wěn)定等問題3。針對這些問題，我們需要研究出更合理的飲用水處理技術(shù)，通過大量研究，國內(nèi)外的研究者研究出多種飲用水深度處理技術(shù)，下面主要介紹介紹膜分離技術(shù)、活性炭技術(shù)及臭氧-活性炭技術(shù)：1 膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)是根據(jù)兩相之間的濃度、電位及壓力的不同，將水與污染物質(zhì)分離，達到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)與常規(guī)技術(shù)相比具有占地面積小、投藥量少甚至沒有、可以實現(xiàn)自動化等一系列優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。根據(jù)分離膜孔徑的不同，可以分為以下幾種，詳見表1。由上表可知，反滲透膜幾

7、乎能去除懸浮物、細菌及有機物在內(nèi)的一切污染物質(zhì)，李紹峰等4研究發(fā)現(xiàn)，反滲透膜對aoc的去除率在76%87%之間，toc的去除率高達93%，但同時也會將人體必需的礦物質(zhì)和微量元素也去除了，雖已成被應用于純水制作中，但長期飲用不利于人的礦物質(zhì)吸收。相對其它種類的膜，它的成本高且易被污染。納濾膜的水通量高、相較反滲透膜能耗低、對mg2+、ca2+的去除率高達90%甚至更高，總鹽去除率也在50%到70%之間，同時可以去除消毒副產(chǎn)物、細菌、蛋白質(zhì)、溶解性有機物等，同時還可以保留部分礦物質(zhì)，是目前飲用水深度處理膜分離技術(shù)中的首選膜，如利用卷式芳香族聚酰胺類復合納濾膜的膜分離就是非常常見的一種飲用水深度處理

8、技術(shù)。超濾膜5可去除水中的蛋白質(zhì)、細菌、病毒等物質(zhì)，但不能去除金屬離子，必須和其它技術(shù)組合使用，才會使飲用水水質(zhì)達標。微濾膜幾乎不能去除病毒及小分子有機物，不適合飲用水的深度處理，siddiqui 等的研究也證明了這點。由于生物污染及吸附污染等原因，膜會出現(xiàn)污染現(xiàn)象。目前，常用反沖洗及化學清洗等方法對膜進行清洗。關(guān)于膜污染，也是研究的一個熱點和難點。實際應用中，我國的馬脊梁煤礦就采用了預處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合的方式制作飲用水，山東長島南隍城納濾工程也利用了該深度處理技術(shù)將海水轉(zhuǎn)化為淡水。2 活性炭吸附技術(shù)作為飲用水深度處理中最成熟有效的技術(shù)之一，活性碳吸附技術(shù)可有效去除水中有機物，完善飲用水常

9、規(guī)處理技術(shù)?；钚蕴績?nèi)部有巨大的比表面積及孔隙率，微孔吸附作用是活性炭去除有機物的主要機理。活性炭又可細分為煤質(zhì)活性炭、果殼活性炭及木質(zhì)活性炭。對杭州某個水廠進行研究發(fā)現(xiàn)：活性炭對cod的去除率在10%到70%之間，對濁度的去除率在30%到80%之間，對toc的去除在15%到40%之間。從20世界50年代活性炭被用于去除飲用水中的色度及臭味以來，在我國，活性炭一般與其它工藝聯(lián)用應用于大量的飲用水處理工藝中。深圳梅林水廠及1975年建成的白銀某水廠就是利用該技術(shù)處理自來水。 除上述介紹的，還有超聲空化技術(shù)、吹脫技術(shù)、生物預處理技術(shù)、預氧化技術(shù)、紫外線消毒技術(shù)及光催化氧化技術(shù)等，這里就不一一闡述了。

10、實際生產(chǎn)中，由于各種處理技術(shù)都有自己的不足，故可以將這些處理技術(shù)進行組合使用，揚長避短，最大程度的發(fā)揮優(yōu)勢。下面介紹了一種常見的組合技術(shù)：臭氧-活性炭技術(shù)。3 臭氧-活性炭技術(shù)臭氧具有強氧化性，能在水中分解為羥基自由基，將有機物氧化成小分子有機物，反應速度快且不產(chǎn)生有害物質(zhì)。且有除臭、脫色的功效。臭氧-活性炭技術(shù)是1961年在歐洲最先使用，該技術(shù)將臭氧氧化技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)等組合在一起。臭氧氧化技術(shù)與活性炭技術(shù)非?；パa，在一起能發(fā)揮彼此的優(yōu)勢，先對飲用水進行臭氧預氧化，使水中的有機物及其他還原性物質(zhì)得到氧化，提高活性炭濾池進水可生化性的同時也降低了活性炭濾池的有機負荷。takeuchi等人通

11、過研究發(fā)現(xiàn)，臭氧-活性炭工藝中，水樣經(jīng)臭氧氧化后，bod/cod增加了0.23，極大的改善了水樣的可生化性。西方國家水廠資料統(tǒng)計表明，該工藝中活性炭使用壽命是單獨使用活性炭的6倍，且對有機物的去除能力也大大增加，大約是10倍之高。尤其我國已經(jīng)研制出比國外更低價高效的優(yōu)質(zhì)活性炭，相信在不久的將來，通過我們研究的深入，臭氧-活性炭技術(shù)會在我國有更廣泛的應用。目前，昆明水廠、北京田村山水廠及上海周家渡水廠等都有應用該技術(shù)進行飲用水的深度處理。當然，除了臭氧-活性炭，還有其它組合技術(shù)也取得了很好的凈水效果，如臭氧-紫外線消毒技術(shù)、活性炭-膜技術(shù)等，這里亦不一一闡述了。4 結(jié)論工業(yè)的快速發(fā)展及農(nóng)藥、化肥

12、的大量使用，有機物及氨氮變成我國飲用水的主要污染物，我國也制定更嚴格的飲用水水質(zhì)標準。傳統(tǒng)的飲用水處理工藝已經(jīng)滿足不了現(xiàn)在的水質(zhì)要求了，為此，我們需要對飲用水進行更深度的處理。目前，一系列的飲用水深度處理技術(shù)出現(xiàn)并在實際中得到應用。本文主要介紹了幾種常見的飲用水深度處理技術(shù)及組合技術(shù)，如膜分離技術(shù)、生物預處理技術(shù)、超聲空化技術(shù)、光氧化技術(shù)、吹脫技術(shù)、臭氧-活性炭技術(shù)及活性炭-膜技術(shù)等。以期為后續(xù)的飲用水深度處理技術(shù)的研究提供系統(tǒng)的理論指導。參考文獻1王占生，劉文君.我國給水深度處理應用狀況與發(fā)展趨勢j.中國給水排水，2005，21（9）：29-33.2陳軍.城市飲用水處理的突出問題和發(fā)展趨勢j.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014.22（2