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饮用水深度处理技术研究进展

时间:2019-06-06 浏览:397次

目前我过饮用水处理工艺多为混凝、沉淀、过 滤、消毒,这种常规处理工艺能有效去除水源水中的色度、悬浮物、胶体物质、细菌,但对有机物,尤其是 溶解性有机物的去除效率低下(20%~30%)。而为解决地表水源中存在的氨氮浓度普遍较高及出水中细菌 指标问题,一般采用加氯工艺,氯易与水中的腐殖物等有机物反应生成大量的有机卤化物已被证明是 “三致”物质,对人体有很大危害.同时氯对水中的贾第虫和隐孢子虫杀灭效果不佳。研究发 现,饮用水中的溶解性有机物的含量与细菌总数有着直接的联系。水中的溶解性有机物量高,会引起细菌 在配水管网中的重新繁殖,一般认为,为保证用水的生物稳定性,氯化出水的可同化有机碳(AOC)必须控制 在50~100ug/L以下,目前我国大部分水厂出水还没有达到该项标准.

随着人民生活水平的提高, 人们对饮用水水质有更高的要求,并提出直饮水的要求,分质供水已成为必然趁势.由于短时期内要改变水 源水污染现状显得不大可能,有效的途径是对饮用水进行深度精华,目前已研究开发出多种深度净化技术, 有的已投入实际运用。

1、 化学氧化

臭氧是饮用水深度处理技术中运用较为广泛的化学氧化剂,不仅用于除色、味、溶解性的锰、铁、酚等,而且可以破坏某些有机微污染物的分子结 构,将大分子难降解有机物转变为小分子易降解物质,大剂量臭氧的加入可使水中的有机物无机化,但 同时会增加臭氧副产物的生成量,经济上也不可行。臭氧对三氯甲烷、卤乙酸前质表现出较好的去除效 果,但对已形成的消毒副产物去除效果较差,在溴化物存在的情况下,优先与其生成致癌性很高的溴酸 盐。臭氧氧化还将导致AOC升高,饮用水的生物稳定性下降,引起管网中细菌增殖,所以很少将臭氧单独 用于实际运用中,一般与活性炭联用。

2、 光化学氧化技术

光化学氧化技术是通 过化学氧化和光辐射的共同作用,使水中产生许多活性极高的烃基自由基,这些自由基易破解水中难降 解有机物的结构,其氧化效果与速率比单独使用化学氧化或光辐射效果要好得多。目前研究较多的是光 催化氧化和光激发氧化。

2.1光催化氧化

是以n型半导体为敏化剂的一种光敏化反 应,通过在水中加入一定数量的半导体催化剂,在UV辐射下发生价带电子激发迁移,产生具有极强氧化 性的价带空穴,空穴具有很强的获得电子的能力,能将半导体颗粒表面的OH-和H2O分子转化为氧化能力 和反应性很强的烃基自由基,氧化水中的有机物。

光催化氧化在实际运用中还存在一些问题 ,催化剂长期使用后的中毒、再生回收以及对饮用水的安全问题还待进一步的研究。

2.2光激 发氧化

是以O3、H2O2等作为氧化剂,常用的工艺有UV+O3、UV+H2O2。对水源中两种典型消 毒副产物生成势的研究发现,采用UV+O3工艺。1小时后TOC去除了50%,三氯甲烷生成势、卤乙酸生成势 分别下降了80%和70%,比单独使用UV或O3效果好得多。

UV+H2O2工艺与20世纪80年代开始用于 饮用水处理,但在实际运用中存在HRT时间长、H2O2投量大及余量处理等问题。

3.吸附技术

以活性炭为代表的多孔性介质,具有发达的空隙结构和巨大的比表面积,能去除水中的臭、 味、天然与人工合成有机物、重金属等,是目前较为成熟的净化工艺。但因其自身吸附特性和吸附容量的限 制,不能保证对所有的有机物有稳定的和长期的去除效果,同时对低分子极性强和大分子有机物不 能有效吸附,其吸附更佳分子量范围500~3000Dalotn。

4.膜技术

膜分离被认为是具有发展潜力的饮用水深度处理技术,运行稳定,无二次污染,具有其它技术无法比拟的优点。根据 膜孔径的不同分为:微滤、超滤、纳滤和反渗透。这些膜对细菌都有很好的截流作用,是去除贾第虫和 隐孢子虫的有效方法。微滤和超滤主要去除原水中的悬浮颗粒、胶体物质,对溶解性有机物的去除率不 高;纳滤能有效去除水中溶解性有机物、THMFP、色度及多价离子,但单价离子的截留效果较差;反渗透 几乎能截留水中的所有物质、离子。

5.矿化技术

健康的水应是去除了有机污染物 、三致物质、病原菌、病毒和病原原生物的,并且含有适量微量元素和矿物质的有益于健康的水,我们 在对水进行深度处理的同时,也去除了部分对人体有益的微量元素,所以有必要对深度处理出水进行矿 化处理。目前运用较多的是将深度处理出水流经木鱼石,它会溶出Ca2+、Mg2+等常量元素和Sr、Se等微 量元素。

6.结语

任何一种深度净化工艺都有其更佳的适用范围,在实际应用中, 应根据原水水质及应用需求合理选择工艺。面对目前短期内不可扭转的水源污染现状,如何有效利用现 有技术,进一步开发经济、高效、安全、实用性强的深度净化新工艺显得尤为重要。

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