饮用水深度处理研究概况

饮用水深度处理研究概况

摘要：本文就现在研究较热的活性炭吸附、超滤膜技术、光氧化催化等三种方法在饮用水深度处理的应用研究进行了介绍和总结。对于未来饮用水的发展方向和趋势也做出了一定的展望。

关键词：饮用水深度处理活性炭超滤膜光催化氧化

1、饮用水面临的挑战

随着人们生活水平的不断提高，人们对饮用水的要求也逐渐提高，现有的供水行业面临着前所未有的挑战。

（1）工业化的快速发展导致排放的污染物越来越多，进而引发我国水源水质日趋恶化、污染，水中污染物尤其是有机污染物越来越多。纵使经过自来水公司的处理，水龙头中流出来的自来水仍很可能存在或轻或重的污染。

（2）饮用水的问题多发生在供水过程中。由于输送管道老化、所用材质不达标、高楼供水微生物等。其中高楼供水微生物问题是指高楼供水时水压不足导致自来水在水箱、水塔里停留时间过长，造成水中余氯消失，越发适宜微生物滋生，使水龙头流出的水不能直饮。

（3）生活饮用水水质标准大幅度提高。

（4）合格的自来水是可以直饮的，并非只有净化水才是直饮水。

针对以上几个方面中提到的问题，可以通过补充余氯解决高楼供水微生物问题；可以适当限制家庭终端净水设备的使用或进行专业规范化管理和监管。然而，饮用水需要解决的问题还很多。

2、自来水深度处理的研究概况

纵观自来水行业面临的挑战，不难发现，当下如果仍然按照常规饮用水的处理工艺，很难做到高效和安全。传统的混凝-沉淀-过滤-消毒处理工艺存在着对有机污染物、氨氮污染物无法有效去除的缺点，无法满足人们对优质饮用水的需求。并且，传统工艺的氯化过程不但不能有效地灭活水中抗氯型的病源寄生虫等病原微生物，还导致了对人体健康危害更大的有机卤化物的形成，处理后的生活饮用水安全性难以保证。因此必须尽快应用新的、有效的饮用水深度处理技术，才能保证人们安全饮水。

2.1 活性炭在饮用水深度处理中的应用研究

活性炭以碳元素为基础，经过物理化学方法加工制成的一种多孔吸附材料，具有孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强等特点。在改善水质和提高净水效果的饮用水深度处理技术中，活性炭吸附常常被作为弥补常规净水工艺缺点和去除水中微量有机物卫生物

最有效、最成熟的方法之一。

2.1.1 国外活性炭在饮用水深度处理中的应用研究

早在上个世纪二十年代末三十年代初，就发现活性炭可以很好得吸附水中微量的有机污染物，那时国外就开始使用粉状的活性炭以去除饮用水的臭味。至今为止，国外已经有上千座用粉末活性炭吸附技术除去水中微量有机污染物的自来水公司正在运行。在美国，利用地表水作为饮用水水源的自来水厂已经有90%以上采用了活性炭吸附工艺。

2.1.2 国内活性炭在饮用水深度处理中的应用研究

我国的活性炭工业生产起步于20世纪50年代，高速发展则在80年代以后，尤其是改革开放以来，经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，使得活性炭的应用越来越受到人们的重视。

自来水水厂大都使用煤质活性炭进行深度处理，我国煤质活性炭大部分产地集中在山西和宁夏由于煤炭资源比较丰富，大部分的煤质活性炭厂位于其境内。经过处理的活性炭，其吸附作用除受温度、浓度等外界条件影响外，主要和构成活性炭的发达的孔隙结构、较大的比表面积有关。

2.2 超滤膜技术在饮用水深度处理中的应用研究

超滤膜技术是近几年在饮用水处理中兴起的新技术。它可以十分有效地去除水中的颗粒物质。特别是近年来，由于超滤膜的生产成本不断下降，其性能不断提高，越来越多的超滤膜被应用于自来水厂进行饮用水的深度处理。

2.2.1 超滤膜技术存在的问题

在超滤膜的应用过程中，浓差极化和膜污染问题是限制其发展的主要问题，从而导致渗透通量随运行时间的延长而下降，需要清洗以恢复膜的通量，当膜的通量不可恢复时，也称“膜中毒”，这时就需要进行膜的更换。

与传统给水工艺相比，超滤膜显著的优点是对原水波动适应性强。但是由于超滤膜的截留分子量大，使得去除溶解性有机物、金属离子、溶解性盐和一些小分子有机物效果较差。所以许多研究学

者通过研究超滤膜与其他工艺的组合工艺以提高对该类污染物质的去除效果。

2.2.2 超滤膜与粉末活性炭组合工艺

裴亮等[6]采用超滤膜与粉末活性炭组合工艺，研究了粉末活性炭的投加对超滤膜运行性能的影响，结果表明：随粉末活性炭投量的增加，膜稳定运行时间延长，通量下降率降低。粉末活性炭的投加对膜过滤阻力影响不大。

2.2.3 混凝-超滤膜组合工艺

混凝预处理可以有效提高膜过滤铜梁，改善膜过滤性能和提高出水质。但是目前对混凝-超滤膜过滤联合工艺的特点和控制方法的研究尚不深入，尤其是在其去除机理上应作进一步的深入研究。

[5]

2.3 光催化氧化在饮用水深度处理中的应用研究

光催化氧化是以n型半导体的能带理论为基础的。半导体的电子跃迁一步一步导致形成非常活泼的羟自由基和超氧离子自由基，这些都是氧化性很强的活泼自由基，能够将有机物直接氧化为co2和h2o等无机小分子[8]。

3、展望

饮用水问题是现在和以后地球所面临的最大问题之一，对饮用水深度净化技术的开发研究已经成为科学研究领域的一个热点，发展十分迅速。除了深度处理的技术亟待解决，自来水硬件设备的更新换代也迫在眉睫。

参考文献

[1]张长明.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，2011.

[2]赵雪莲，翟东会，王凯.超滤膜技术在自来水处理中的研究与应用进展[j].北京水务，2011，（6）：41-45.

[3]冯丽妃.“只有净化水才是直饮水”是“伪命题”[n].中国食品报，2012-4-9（003）.

[4]兰淑澄.活性炭水处理技术[m].北京：中国环境科学出版社，1991.

[5]唐晓会.炭砂滤池-超滤膜联用去除饮用水中污染物的试验

研究[d].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2008.

[6]裴亮，董波，姚秉华，等.超滤与粉末活性炭组合工艺处理饮用水[j].工业用水与废水，2007，38（4）：24-27.

[7]李伟英，董秉直，谭章荣，等.混凝与超滤联用技术处理长江原水的研究[j].同济大学学报，2004，32（5）：644-647.

[8]侯娜.即时分离型光催化反应器处理水中有机污染物的研究

[d].上海：同济大学，2008.