我国饮用水深度处理现状及发展趋势

我国饮用水深度处理现状及发展趋势

卢蕾

中国铁路总公司沈阳铁路局辽宁省沈阳市110000

摘要：长期以来，饮用水污染已经成为一个全球性关注的重大问题。当前城市化和工业化严重污染了城市的水源，居民的饮用水中不仅有致病的微量有机物，还增加了一定量的化学成分。这些物质的存在给饮用水造成很大的安全隐患。因此必须重视饮用水的深度处理，运用科学的技术对饮用水进行处理，最终保障居民饮水安全。

关键词：饮用水；深度处理；现状；发展

一、当前我国饮用水发展现状

现如今，越来越多的中国人已经享受到公共供水服务，这点毋庸置疑，但供水水质状况如何，并不明确。于2013年年中启动的“十二五”规划的中期评估或许能给出答案。饮用水处于供水链条的终端，这意味着，为实现饮用水水质的高标准，需要整个供水链条中采取一系列从源头到龙头的全面配套标准、政策法规与行动。在饮用水保障计划中，已经纳入水源保护，并设立了2015年和2020年目标。

在水处理和管网问题上，采用“技术锁定”路线，以高额技术改造和基础设施投入换取水质保障与供应安全。不过，对于最直接影响终端饮用水水质的“二次供水”问题，虽各有尝试，却还未找出完美解决方案。水质数据信息的业内人士，对中国饮用水水质状况做出了几乎一致的判断，以省会城市和东部沿海经济发达地区为代表的大城市，水质安全“基本没有问题”；二三线城市和中小城镇发展不平衡，但总体有所改善；“三高”（高氟、高砷、高盐）地区农村饮水问题基本得到解决，集中式供水进展较快，因污染导致的农村饮水改善工作正在推进。

业内人士描绘出了中国饮水安全的宏观状况，但在地方层面，具体到每个城市、城镇、村庄，真实的水质状况并不清晰。水质信息披露有限，检测和监测数据秘而不宣。供水企业虽有公布，但检测频次、公布指标数目、用户体验等尚有改进空间。在这种背景下，社会开始对饮用水水质进行自行检测，以获得水质数据。中国水安全公益基金最新发布的一份报告显示，在报告涉及的29个大中城市中，只有一半左右的居民饮用水抽检水样能够全部满足从新国标中选取的20项抽检项目，有一个城市甚至存在四项指标不合格的情况。这些零散的报告，虽不足以还原饮用水水质的全景，却可反映饮用水安全面临的风险和挑战。

由不安全饮水所带来的环境健康问题已经显现。在一些地区，这种健康影响源自自然地质原因，如因自然条件导致的饮水高砷、高氟、高盐；另一些则是由人类活动和污染导致的。近年来，多地饮用水中检测出持久性有机物（POPs）、环境激素等有毒有害物质，引发广泛的担忧。

二、我国饮用水深度处理常用的技术

1、生物预处理技术。生物预处理技术主要以生物膜法为主，包括生物滤池法，生物接触氧化法和生物流化床法，主要应用在常规处理工艺之前，是一种生物处理工程，利用细菌、原生动物等微生物附于填料上，进而形成生物膜，这些生物膜以饮用水中的氮磷等有机污染物为“食物”，对去除氨氮、藻类、苯酚和致突变物质有较好的效果，但对氯仿、三氯乙烯等降解缓慢的化合物效果较差。一般的生物膜法效果都较好，去除率较高，对氨氮的去除率甚至达到了70%。生物预处理技术不仅去除了水中的有机污染物，而且还减轻了后续处理的负担，有效地促进了饮用水质量的提高。

2、预氧化技术。预氧化技术有利于提高常规工艺的效率。常用的养护剂有氯、二氧化氯和高锰酸钾。氯是常用的一种氧化剂，通过与水的反应生成HCL和HCLO，其中HCLO能够扩散到带负电的细菌表面，穿透细胞膜进入细胞内部，氧化细菌的酶系统，进而杀死细菌，然而，在这一过程中产生的副产物不利于人们的身体健康，因而氯氧化技术的应用有一定的限制；二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附和穿透能力，进而氧化细胞内的酶，抑制其蛋白质的合成，进而杀死微生物，低浓度的二氧化氯对病毒、芽孢、真菌等就有良好的杀灭效果；高锰酸钾能够有效地清除氯化后的副产物，降低水的致突变活性，还有较强的吸附能力，有良好的助凝效能。除此之外，高铁酸盐也有较好的助凝效果。

3、活性炭吸附技术。活性炭吸附技术是目前饮用水深度处理技术中较为成熟的方法之一。活性炭分为颗粒活性炭、粉末活性炭和生物活性炭等。活性炭有较发达空隙结构和较大的比表面积，这样利用微孔吸附作用达到去除有机物的效果。因而，活性炭的孔径决定了其去除效果，其空隙一般分为大孔、过渡孔、微孔。

4、吹脱技术。吹脱技术主要是为了去除水中有挥发性的有机物，但对难挥发的有机物去除效果很差。吹脱技术利用水中溶解化合物的实际浓度和平衡度之间的差异，把水由液态变为气态，随之，有挥发性的有机物也得到了去除，一般的去除率在30~85%，温度越高效果越好。除此之外，吹脱技术的运行费用也较低，是活性炭处理技术所需费用的一半左右，是值得推广的处理技术之一。

5、其他深度处理技术。紫外线消毒技术，这一技术不向水中添加任何物质，同样也不产生“三致”物质，通过紫外线的照射杀灭水中的细菌和病毒，没有任何污染；部分深度处理工艺在去除有机污染物的同时，也去除了人体所需的一部分微量元素，矿化处理技术利用水流经木鱼石产生钙、钾等元素的原理，弥补了这一缺点，提升了水质；膜分离技术是一种快速过滤的方法，利用压力和滤膜的不同可以实现对不同污染物的过滤，且分离过程中没有相态变化，稳定性好，且容易控制。

三、饮用水深度处理技术的发展趋势

1、活性炭和膜的组合技术。在这一组合技术中，首先利用活性炭的吸附作用，将饮用水进行除浊度、色度等处理，这样就为下一步的膜过滤做了良好的准备，有利于解决膜阻塞等问题，延长了膜的使用寿命，节约了成本。另外，膜处理能够弥补活性炭处理细菌方面的不足，进而提升了饮用水的质量。目前，桶装水多采用这一纯水生产工艺。

2、臭氧和生物活性炭组合技术。从20世纪70年代开始，这一组合技术就开始被研究，这一技术充分利用了臭氧的氧化作用、生物的降解作用和活性炭的吸附作用，三种不同类型的处理作用组合在一起达到了较好的处理效果。首先利用臭氧的氧化作用把饮用水中难以生物降解的有机物变成易于生物降解的有机物，然后再利用生物降解有机物，最后再利用活性炭对水的浊度做最后的处理，以此提高了水质。在这一组合技术中，臭氧氧化的主要对象是不能被水润湿的有机物；微生物的降解对象是能被水润湿的物质；活性炭则主要吸附的是中间性质的有机物。三种作用相互配合，对有机物的去除有较好的效果。

3、光氧化技术。光氧化技术是指用太阳光或紫外线光投射到涂有半导体材料的硅胶、纤维等多孔材料上，从而产生了一种能够吸附杂质的电子能量，水中的微粒就沉淀到了半导体面上，从而再进行复杂的反应，达到了深度处理的效果。这一技术具有较强的氧化力，对有机物有较好的去除效果，对诸如CHCL3等能进行有效地分解。目前正在研发的主要有光激发和光催化两种氧化技术。光激发氧化以水、氧等作为氧化剂，与光化学辐射组合，产生了高氧化力的OH自由基，有极强的氧化效果；光催化氧化指用UV辐射如TiO2等半导体催化剂，产生的自由基能够氧化水中的有机物，达到去除有机物的目的。

4、超声空化技术。超声空化技术利用15KHz以上的超声波激化水中的微小泡核，产生一些列的化学变化，在这一过程中微小泡核因超声波的作用产生振荡、生长、收缩等，使水中的有机物转化成了水和氧以及有机酸等成分，起到了杀菌的作用。在激化分解的过程中，由于其污染小，且设备简单，效果显著，因此，超声空化技术正在被积极地研究中，开发潜力巨大。

结束语

总之，强化对饮用水的深度处理是有效提高水质的根本办法，此外，在水处理过程中，还应当重视对自然环境的保护，加大力度保护水源。这样即使是简单的处理技术也能够保障水质。

参考文献：

[1]张明伟.活性炭在饮用水深度处理中的应用研究[D].太原：太原理工大学，2013.

[2]刘成波.膜技术在饮用水深度处理中的应用[J].广东化工，2014（23）:59-61.

[3]赵浩烽.臭氧-生物活性炭技术在饮用水深度处理中的应用[J].科技信息，2014（19）:206-208.