摘要：我国淡水资源极其短缺，高氟水、苦咸水分布广泛，饮水安全形势十分严峻，地区饮水存在水质严重不达标问题，尤其是高氟、苦咸水问题，严重危害着农村居民的身体健康。本文介绍高氟水、苦咸水的分布现状、危害以及电渗析法、反渗透法、电吸附法、纳滤法等淡化方法的优点与不足，从而提出适合农村地区苦咸水、高氟水处理的技术发展趋势以便于更有效解决农村饮用水问题。
关键词：苦咸水；高氟水；分布现状；处理技术
一、苦咸水、高氟水的分布及危害
世界上很多国家地下水为苦咸水、高氟水，农村饮用苦咸水、高氟水问题已经成为全球一个不可忽视的社会发展问题，我国苦咸水主要分布在华北、西北和东北等干旱地区以及沿海地带[1]，苦咸水富含许多矿物元素，是西北干旱地区重要和稀缺的资源储备，水资源短缺和饮用水安全问题成为社会经济发展的最大制约因素。
苦咸水中的盐碱浓度较高、硬度较大、高氟、高砷、高铁锰、低碘、低硒、口感苦涩，我国高氟地区的饮用水水源中氟含量超过规定标准1 mg/L，有些地区甚至达到10 mg/L。长期使用苦咸水对人体、工业、农业均存在极大的危害，在人体方面，人类如果长期饮用这种高度苦咸水，会引起身体不适，如腹泻、腹胀等消化系统疾病，出现皮肤过敏的症状，甚至诱发肾结石及各类癌症[2]；在工业方面，由于苦咸水的的高离子含量，其无机盐的化学性质活跃，限制其在化工、饮食、电子方面的的使用与发展；在农业方面，苦咸水的高含盐量会使土壤的颗粒结构变坏，造成土壤盐碱化，抑制作物生长。通过过滤、净化等处理，苦咸水、高氟水基本可以满足当地人、畜饮水和生活用水，具有利用和潜在资源价值，因此准确和详细了解内陆干旱、半干旱地区苦咸水的空间分布、成因、区域分布特点，并进行综合评价，对苦咸水资源保护和开发利用具有重要意义。
二、苦咸水、高氟水的处理技术研究
2.1常规除氟技术
对于高氟水的治理，国内外主要有以下几种方法：吸附法、化学沉淀法、离子交换法、膜处理法，不同方法的针对性和除氟效果也有所不同。
1.吸附法
吸附法除氟是利用吸附剂具有高比表面积、易再生等特性，通过物理、化学作用吸附水中的氟离子，从而降低氟含量，使用活性氧化铝吸附除氟是世界上应用最广泛的除氟方法。
原水经预处理和pH调节后，再经由活性氧化铝吸附除去水中氟化物，这种方法的突出问题是管理复杂、运行费用高、吸附剂产品质量依不同厂家而呈现较大差别，特别是用于村镇级规模的供水设施通常使用寿命较短，在农村难以运行。
2.膜法除氟技术
膜处理技术用于饮用水处理工艺是我国近十年来最重要的技术突破，它用于除氟的主要原理是利用一种能使水分子通过而氟化物不能通过的半透膜起作用的膜分离技术。是以压力梯度为驱动力，利用比渗透压更高的压力，改变自然渗透方向，把浓缩液中的溶剂压向半透膜稀溶液一边的处理过程。膜处理技术的优点是，除氟效率高，能耗小，单位体积产水量高；但是膜的价格昂贵，阻碍了广泛的应用。
3.离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂的离子与水中的氟离子发生交换作用来达到除氟的目的。离子交换树脂离子交换容量大，污染物含量非常低，适用于饮用水的处理，常用氨基磷酸树脂作为水处理用的的离子交换树脂。高氟地下水中非氟阴离子含量通常是氟离子含量的几十至上百倍，离子交换法的局限性在于难以选择性控制氟离子的交换，因而不具备技术和经济优势。
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4.电吸附除氟法
电吸附除氟法利用带电电极表面吸附水中离子或带电粒子的现象，使水中溶解性离子及起带电物质在电极表面富集浓缩而达到除氟目的。电吸附除氟法因优先吸附水中高价阴离子，故受水中离子含量的影响较大。
2.2苦咸水淡化水处理技术
对苦咸水的处理技术主要有：离子交换、电渗析、纳滤以及反渗透，随着技术的发展，膜价格在不断降低，电渗析、纳滤以及反渗透技术在苦咸水的处理中逐渐得到了应用。
1.离子交换、电渗析以及反渗透技术
离子交换原理同除氟技术；在苦咸水淡化中电渗析法脱盐率一般可达60%-90%，满足水质要求。当原水含盐量在500-5000mg/L时，为电渗析脱盐淡化最佳范围，此时脱盐率高，性能稳定，耗电低。该技术已比较成熟，具有工艺简单、除盐率高、制水成本低、操作方便、不污染环境等主要优点，但存在对水质要求较严格，需对原水进行预处理等缺点，不具经济优势[3]；反渗透方法可以从水中除去90%以上的溶解性盐类和99%以上的胶体微生物及有机物等，与其他水处理方法相比具有无相态变化、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。
2.纳滤
纳滤和反渗透的作用原理一样，都是由扩散和筛分控制，经筛分作用可去除所有的病菌和有机物，经扩散作用可去除离子型无机物，由于它们分离直径小，而且对细菌、有机物和无机物均有效。根据纳滤膜的特性，操作压力低，能去除有毒分子和有机污染物等大分子，同时对二价离子具有较高截留的特点[4]，采取纳滤法对苦咸水进行淡化，产水水质会留有一定的含量的人体所需的矿物质，此水质对人体来说更有益。因此，纳滤技术在苦咸水淡化领域的应用逐渐活跃起来，目前纳滤膜应用于给水处理领域的主要问题是：膜表面容易形成附着层，使膜的通量显著下降，操作结束后，膜的清洗较困难，膜的耐用性差。
三、发展趋势与展望
高氟水去除技术研发中考虑改性内循环流化床吸附—膜分离饮水除氟新工艺：在除氟技术中吸附法运行，维护成本相对较低，具有较好应用前景，尤其适合我国西北广大农村地区，内循环吸附与膜分离技术联合，开发一种新型饮水除氟工艺—改性内循环流化床吸附-膜分离饮水除氟工艺。
苦咸水技术研发考虑苦咸水含有高浓度盐分，化学性质活泼，对其淡化处理采用新型纳滤技术，除水中杂质以及部分可溶性物质，以超滤-反渗透双膜法对含盐废水处理后，出水水质优于自来水标准。
参考文献：
[1]李婧，李家勇，高丽娟，寇思飞. 陕甘宁新苦咸水开发利用现状及存在问题浅析[J]. 西北水电，2019（04）：12-15+20.
[2]俄有浩，严平，李文赞，马玉风. 中国内陆干旱、半干旱区苦咸水分布特征[J]. 中国沙漠，2014，34（02）：565- 573.
[3]WALHA K，AMAR R B，FIRDAOUS L，et al.Brackish groundwater treatment by nanofiltration，reverse osmosis and electrodialysis in Tunisia：performance and cost comparison[J].Desalination，2007，207（1）：95-106.
[4]韩永萍，林强，李亚秋. 纳滤膜传质过程的研究[J]. 化学世界，2011，52（12）：760-764
作者简介：
闵芮，女，出生年月：19950124，汉族，甘肃兰州，硕士研究生，研究方向：微污染水。
论文作者:闵芮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：苦咸水论文; 离子交换论文; 技术论文; 离子论文; 反渗透论文; 电渗析论文; 水中论文; 《基层建设》2019年第29期论文;