隨著水污染日益嚴(yán)重，大量的污染物尤其是有機(jī)污染物通過不同的方式進(jìn)入水體，飲用水水源受到日趨廣泛的污染。傳統(tǒng)的混凝、過濾、消毒等自來水工藝是以去除污水 中的懸浮物、濁度、色度為主，對(duì)溶解性有機(jī)物去除能力相對(duì)不足，而且加氯消毒本身還形成了“三致物質(zhì)”(致癌、致畸、致突變)，直接影響飲用者的身體健康。因此，比較大可能地去除水中的微量有機(jī)污染物、消毒副產(chǎn)物等就是飲用水深度凈化的目的。水的深度處理在國(guó)外應(yīng)用較為普遍，我國(guó)在飲用水處理工藝研究方面還處于起步階段，大部分老水廠均未采用深度處理，只有部分新水廠采用了深度處理。人們開發(fā)了許多技術(shù)如活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭聯(lián)用和各種膜技術(shù)等對(duì)飲用水進(jìn)行深度處理。
一、臭氧活性炭處理
臭氧可以破壞致病微生物，能保證徹底消毒而沒有毒性副產(chǎn)物的產(chǎn)生。采用臭氧消毒取代氯氣消毒可杜絕有機(jī)氯化物的生成，而且可直接去除水中有機(jī)氯化物。但有研究發(fā)現(xiàn)，臭氧的氧化作用具有較強(qiáng)的選擇性，它對(duì)水中已經(jīng)形成的三氯甲烷幾乎沒有去除作用。同時(shí)臭氧會(huì)導(dǎo)致水中可生物降解物質(zhì)的增多，可生物降解物質(zhì)增多的后果會(huì)引起供水管網(wǎng)中細(xì)菌的繁殖，使水廠出水的生物穩(wěn)定性降低。因此臭氧很少在飲用水處理工藝中單獨(dú)使用。
臭氧與活性炭濾池聯(lián)用。這種飲用水處理工藝方法是基于活性炭能有效去除水中小分子有機(jī)物，但對(duì)大分子有機(jī)物的去除有限。水先經(jīng)臭氧氧化，使水中大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，這樣就提高了有機(jī)物進(jìn)入活性炭微孔內(nèi)部的可能性，可以充分利用活性炭的吸附表面，且延長(zhǎng)了活性炭的使用周期。同時(shí)后續(xù)的活性炭可以吸附臭氧氧化過程中產(chǎn)生的大量中間產(chǎn)物，包括解決了臭氧無法去除的三氯甲烷，并保證了比較后出水的生物穩(wěn)定性。
二、吹脫技術(shù)
這種飲用水處理工藝是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸,利用水中溶解化合物的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異,將揮發(fā)性組分不斷由液相擴(kuò)散到氣相中,達(dá)到去除揮發(fā)性有機(jī)物的目的。但對(duì)難揮發(fā)性有機(jī)物去除效果很差.吹脫法過去主要用于去除水中溶解的CO2、H2S、NH3等氣體,同時(shí)增加溶解氧,來氧化水中的金屬。直到70年代中期,該技術(shù)才開始用于去除水中低濃度揮發(fā)性的有機(jī)物。在飲用水深度處理中,吹脫法費(fèi)用低,是采用活性碳達(dá)到同樣去除效果所需運(yùn)行費(fèi)用的1/2~1/4。因此,美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)(USEPA)指定其為去除揮發(fā)性有機(jī)物比較可行的技術(shù)(BAT).
二、膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)常用的以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù),有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)以及反滲透(RO)等工藝方法。膜分離技術(shù)能夠提供穩(wěn)定可靠的水質(zhì).其分離水中雜質(zhì)的主要機(jī)理是機(jī)械篩濾作用,因而出水水質(zhì)在很大程度上取決于濾膜孔徑的大小。膜技術(shù)在飲用水深度凈化方面的應(yīng)用發(fā)展迅速，應(yīng)用膜法的水廠的運(yùn)行效果表明，它們優(yōu)于臭氧-生物活性炭工藝的優(yōu)點(diǎn)有出水水質(zhì)更好、較低的基建和運(yùn)行費(fèi)用和易于運(yùn)行。
對(duì)于取用嚴(yán)重污染水源水的小規(guī)模水廠，飲用水處理工藝采用微濾—納濾組合處理工藝，能保證生產(chǎn)高質(zhì)量的飲用水，即使在不投氯消毒的情況下，也可防止在配水管網(wǎng)細(xì)菌增殖后造成的二次污染，它還能非常有效地去除致病微生物，如陰胞子蟲和賈第蟲。但是也存在一個(gè)問題，超濾膜去除有機(jī)物效率不高，而反滲、納濾膜在較好地去除水中有機(jī)物的同時(shí)，也去除了水中絕大部分無機(jī)物，出水有機(jī)物和無機(jī)物濃度都比較低。
三、小結(jié)
相關(guān)學(xué)者在對(duì)各項(xiàng)飲用水處理工藝技術(shù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析論證，處理工藝上主要控制的水質(zhì)指標(biāo)是顆粒物和有機(jī)物，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)等。通過國(guó)外和國(guó)內(nèi)不同類型和流程的飲用水深度凈化水廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，認(rèn)為對(duì)于小型水廠，采用膜法(微濾—納濾組合/納濾)比采用臭氧-生物活性炭法經(jīng)濟(jì)可行，而對(duì)于較大、中型水廠，采用臭氧-生物活性炭工藝比較經(jīng)濟(jì)，并建議在臭氧-生物活性炭工藝之后加超濾系統(tǒng)和紫外線消毒。
水環(huán)境的惡化、需水量的增長(zhǎng)、海水等成為飲用水的待用水源、環(huán)境危機(jī)、能源危機(jī)、可持續(xù)性發(fā)展的理念、以及人們對(duì)優(yōu)質(zhì)健康飲用水的渴求等因素，都對(duì)飲用水處理技術(shù)提出了新的要求。面對(duì)資源性缺水、水質(zhì)性缺水、生活污水以及供水水質(zhì)的變化等不同情況，如何合理凈化污水，如何采用適當(dāng)加工方法，去除水中的礦物質(zhì)、有機(jī)成分、有害雜質(zhì)及微生物等，同時(shí)又在一定程度上保留了人體健康所必須的各種微量元素和礦物質(zhì)，獲得沒有任何添加物(臭氧除外)可以直接飲用的水，正是飲用水處理技術(shù)的目的所在。
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