常见的几种水处理技术

摘要]：介绍了几种常用的纯净水的处理方法和应用范围，阐述了各种处理方法的原理和应用。

[关键词]：水处理；活性炭吸附；臭氧氧化；臭氧生物活性炭；膜分离技术；离子交换

l 引言

水是生命之源，人类的生产、生活一刻也离不开水。而人们的饮用水从来都是具有生存和致病两重性的。上世纪70年代人们注意到饮用水水源中的污染物种类繁多，主要含有微量的有机物、农药、重金属离子、氨氮及放射性物质等有害污染物。随着科技和工农业生产的发展以及人类活动的频繁，新的污染物质如农药、增塑剂、洗涤剂、消毒剂的不断出现使使用的化学品超过60000种，其中70％可能对健康有害。由于纯净水是不允许添加任何防腐剂和抑菌剂，故可从工艺、技术、系列净水设备等方面对受污染的水或自来水进行深度净化，把水中的重金属、三卤甲烷、有机物、放射性物质、微生物等有害、有毒、有异味物大部分去掉，消除这些污染物质对人体健康的直接和潜在危害，消除消费者对饮用水被污染的恐慌，满足消费者对“干净水” 的要求，以其没有细菌、病毒，干净、卫生，口感好深受广大消费者的信赖。

2 纯净水生产工艺

纯净水的生产大多使用自来水和地下水作为原水，其原水中或多或少含有各种各样悬浮物质(细菌、藻类及原生物、泥沙、粘土、及其它不溶物质)、胶体物质(溶胶，如硅酸及铁、铝的某些化合物，腐植胶体等)、无机盐类和一些有机物及气体。生产饮用纯净水就是要将上述物质尽可能全部去除，使之成为高纯度的饮用水。自1988年我国*家纯净水厂在广东省建成投产至今， 已经出现了多种纯净水的生产工艺，一般来说，纯净水的生产工艺采用石英砂滤、活性炭吸附、离子交换、精滤、反渗透、臭氧杀菌等多级净化，灌装采用1000级以上空气净化装置、紫外线、臭氧三重杀菌，以及全自动洗桶、消毒、灌装、封口一体机。

3生产过程中的重要工艺

3.1 活性炭吸附分离

纯净水在灌装前都必须经过过滤，以除去水中的泥渣、悬浮物、藻类、细菌、霉菌等杂质。在水处理工艺中，活性炭处理是必需的。活性炭具有很多微孔和巨大的比表面积，凭借这些微孔对有机物的吸附作用来去除水中的致突变物质，它可降低水中TOC和THMs等，同时可去除水中色、嗅、味、有机氯化物、放射性有机物及其他人工合成有机物，活性炭对分子量在500—3000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70％—86.7％[1]。不足之处是由于水中天然有机物(NOM)的竞争吸附，导致对农药吸附效率下降以及活性炭的使用寿命不长。

3.2 臭氧氧化分离

O3是一种很强的氧化剂和消毒剂，它在水中发生氧化还原反应，产生氧化能力*的单原子氧(O)和羟基自由基(OH)，瞬间杀灭水中微生物，杀菌能力是氯的600～3000倍[2]；将溶解和胶体状有机物转化为较易生物降解的有机物；将水中溶解性的铁、锰氧化成高价沉淀物使之易于去除；可将有毒有害物质氧化成无害物质；可改善嗅味、降低色度等：有些藻类的代谢物由于水体富营养化的影响，会使水有霉味或鱼腥味、或产生藻毒素，若滤池之前投加少量O3，可以防止藻类和浮游植物在滤池中生长繁殖。然而，氧化法将农药大分子氧化成小分子后则会促进水中细菌的再繁衍，某些分子量较高的物质如蛋白质、氨基酸和腐殖质经O3氧化后产生甲醛、丙酮酸、乙酸，其中甲醛毒性强，致病、遗传、变异。而且当水中存在Br-时，经O3氧化为BrO2-、BrO3-、CHBr3、二溴乙晴以及一些尚未确定的溴化有机副产物。BrO3-被癌症研究机构列为有可能对人体致癌的化合物。WHO建议饮用水中zui大BrO3-含量为25ug / L。例如：美国给水中BrO3，一的含量要求不大于10ug/ L。不仅如此，O3对水中已形成的三卤甲烷几乎没有去除作用，O3氧化还可导致水中可生物降解物质的增多，使出厂水的生物稳定性降低，容易引起细菌繁殖。这些因素的存在，使得O3很少在水处理工艺中单独使用。

3.3臭氧生物活性炭：包括预氧化和后氧化。

预氧化：①臭氧作为一种强氧化剂，能氧化分解水中的高分子有机物，如：腐植酸等，分解后的小分子有机物容易被活性炭吸附。②臭氧——同时氧化水中溶解性的锰和铁，生成难溶性的氧化物，提高砂过滤的效果，使锰、铁的去除率增加。③臭氧氧化后生成的氧气无毒、无害，而且为后面活性炭上附着的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源，防止水体发臭。

后氧化：主要与生物活性炭联用，即O3—BAC法—一种有效的可去除各种有机物和持久性化合物的“深度处理技术”：由臭氧氧化、砂滤、活性炭吸附和生物降解等结合在一起的水处理工艺。用该工艺处理水可去除用传统的絮凝、沉淀、砂滤等方法不可能去除的可溶解成分。如：氨氮、酚、农药以及其他有毒有害的有机物。通过生物硝化作用，将NH4+—N转化为NO3-；用臭氧处理酚，逐步氧化zui终产物为CO2和H2O；预氧化产生的小分子有机物易进入活性炭微孔内部，大量中间产物(包括THMs及其前驱物)也被活性炭吸附，微生物生长在炭粒表面的大孔中，通过细胞酶的作用将某些溶解性有机物降解，可去除DOC

30％—70％，所以有机物的去除是吸附和生物降解的双重作用。还可使活性炭部分再生，明显延长了工作周期，保证了zui后出水的生物稳定性。O3—BAC法的发展较为成熟，在欧洲已被广泛应用，并被*为处理污染原水、减少饮用水中有机物浓度的zui有效技术。该项技术在我国正在逐步推广应用。目前仍有一些问题尚未解决，如臭氧氧化机理、利用臭氧更有效去除饮用水中有机物、臭氧副产物、无法去除NH4+—N硝化作用的产物NO3-，且活性炭的再生也较麻烦。