摘要:我国水资源环境的问题日益严重,一些常规的给水处理方式很难去除水资源中的一些污染物,但这些污染物却会对人类的健康造成很大的危害。目前,我国对受污染的饮用水水源深度处理方面已有了很大的进步。本文就对几种饮用水深度处理技术的现状和优缺点进行介绍,并且对生活饮用水深度处理技术的发展趋势进行分析,希望对大家有所帮助。
关键词:深度处理;技术;现状;发展;
1.饮用水深度处理的重要性
我国工业化和现代化进程加快的同时,经济也得到快速的发展,但与此同时我们也付出了很大的代价,如对水资源的污染。目前我国被污染饮用水的水源中,不仅病原微生物较多,还增加了一些化学成分,对人们的身体健康造成很大的威胁。很多水厂在水处理时,采用的是传统的工艺,主要是针对较清洁的水源,可以有效地去除其中的细菌和浑浊物质,对于污染较严重的水源的处理效果并不是很好,很难保证处理后的饮用水安全性。在污染较严重的水源中,有的污染物经过加氯处理会产生有机卤化物,严重危害人们的身体健康。综上,我们需要不断的研究饮用水深度处理技术,使人们可以使用安全的饮用水。
2.饮用水的深度净化技术
近年来,我国在饮用水深度处理方面已经取得了很大的成果,很多经济的、适用的水资源深度处理技术已经得到了广泛地应用,下面对几个主要的处理技术进行介绍。
2.1生物预处理技术
水厂在进行常规处理前的可以进行饮用水的生物预处理。生物预处理工艺主要有三种,分别为生物滤池法、接触氧化法和生物流化床法。生物预处理的填料中含有生物膜。生物膜的主要成分是一些微生物,如细菌和后生动物等,这些微生物主要以饮用水中的氮、磷等营养物质和有机污染物为食物,将其分解,并且将饮用水中的亚硝酸盐氮等物质有效地去除,使水源得到净化。水厂通过对饮用水进行生物预处理,可以大大地减轻后续的处理任务,将常规处理饮用水技术不能充分去除的氨氮等物质有效地去除,使饮用水达到标准。生物膜法对饮用水中的氨氮去除率可以达到70%到90%,对亚硝酸盐氮的去除率可以达到80%以上。
生物预处理技术去除饮用水中的降解缓慢的化合物效果较差,如水源中的氯仿等化合物。
2.2活性炭吸附技术
饮用水深度处理技术中最成熟、有效的方法之一是活性炭吸附技术。通过活性炭对水中有机物进行吸附,消除水源中的臭味和色度,可以使水厂的常规水处理技术完善。
活性炭吸附技术的材料来源比较广泛。活性炭的内部有发达的孔隙结构和巨大的表面积,有较强的吸附功能。活性炭的孔隙结构有三种,分别为大孔、过滤孔和微孔,其对不同分子大小的有机物去除效果主要取决于孔径的大小。活性炭有四种主要类型,分别为颗粒活性炭、粉末活性炭、活性炭纤维和生物活性炭。几年前,吉林省石化双苯厂发生了一起严重的爆炸事件,其对松花江下游水源造成严重的污染,为快速、有效地达到净水效果,采用的净水措施是颗粒活性炭粉末吸附技术。
活性炭吸附技术的缺点是材料的再生周期较长,使得水厂在进行深度处理时的成本较高,同时,活性炭自身的吸附特性和吸附容量使得吸附有机物的能力受到限制。
2.3臭氧-生物活性炭技术
臭氧是一种氧化性很强的氧化剂,但其对水中的三氯甲烷的去除效果较差,同时,臭氧会与饮用水中的基质发生反应,进而分解,使得管网水中的臭氧减少。因此,在饮用水深度处理工艺中,臭氧很少单独使用,比较常见的应用是臭氧和活性炭技术相结合的处理方式。臭氧-生物活性炭的主要原理是臭氧将饮用水中的大分子有机物氧化、分解为小分子有机物,从而是有机物更加容易进入活性炭微孔内部,实现活性炭净化水源的效果。通过相关的试验,我们发现,使用臭氧-活性炭的方式对饮用水进行深度处理,可以将水中的可降解有机物增加,处理效果显著。
臭氧-活性炭技术的缺点主要有两点:(1)臭氧-活性炭技术对饮用水中的农药有机卤代物分解能力较差。(2)臭氧-活性炭技术在应用过程中会产生一些有机副产物,如溴酸盐等。因此,在实际应用臭氧-活性炭技术时,应注意这些问题。
2.4膜分离技术
在对饮用水进行深度处理时,应用的范围较广的技术之一是膜分离技术,这种水处理技术一种快速过滤的技术。膜分离技术不需要投入太多的化学药剂,只需要通过压力作用就可以实现很好的分离效果。膜分离技术与传统的饮用水处理技术相比,其具有占地面积小、容易实现自动化和稳定性好等优点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
微滤技术主要是用于去除饮用水中的微米级杂质,滤膜的孔径在0.05μm到5.00μm间,在操作时的压力可以设置为0.01MPa到0.2MPa。超滤技术主要去除饮用水中的大分子有机物和细菌等,滤膜孔径在5nm到0.1μm,在操作时的压力可以设置为0.1MPa到1.0MPa。纳滤技术主要是去除饮用水中的二价离子等物质,在操作时的压力可以设置为0.5MPa到1.0MPa。纳滤技术的滤膜可以对水质进行很好的软化和对饮用水进行适度的脱盐,同时,滤膜还可以去除饮用水的色度和细菌等。反渗透技术可以去除应用水中的一切物质,如胶体、悬浮物等,水厂制备纯水方面采用的主要技术是反渗透技术。滤膜孔径为10×10-10m到11×10-10m,在操作时的压力可以设置1MPa到10MPa。
此外,膜分离技术被大家称为21世纪的水处理技术,膜分离技术可以同其他的饮用水深度技术联合使用。在国内外,饮用水深度处理技术中应用最广的就是膜分离技术。但膜分离技术的缺点是能耗较大。
3.生活饮用水深度处理工艺的发展
3.1活性炭-膜技术
活性炭-膜技术主要是利用活性炭具有较强吸附能力的特点,对饮用水进行去除浑浊度和色度等处理,降低饮用水的浊度、和有机物浓度等,有助于后续的膜过滤,减少发生膜阻塞和膜污染情况,使膜的使用寿命增加。活性炭-膜技术可以保证饮用水水质,减少细菌。很多桶装水在进行饮用水深度处理时就选用的是活性炭-膜技术。
3.2超声空化技术
超声空化效应主要是指超声波的频率大于15kHz时,辐照溶液发生的化学变化。超声空化是指,在超声波的作用下,饮用水中的微小泡核被激化,发生振荡、生长等动力学过程。超声空化技术对饮用水深度处理,可以将水中的有机物转化成CO2、无机离子等物质。超声空化技术的优点是污染小、设备和操作简单,同时,超声空化技术还有杀菌、消毒的效果,是一种非常有发展潜力的技术。
现在对饮用水进行超声空化,主要的降解有机物方式有三种,分别为自由基氧化技术、高温热解技术和超临界水氧化技术。
3.3膜分离技术的新进展
(1)反渗透膜分离技术
近年来,全球的地下水资源在快速地减少,海水成为新的饮用水水源。我国在对海水进行脱盐时,主要使用的是反渗透膜分离技术。反渗透膜分离技术对海水的脱盐效果较好,稳定性较强。将反渗透目技术和其他饮用水处理技术相结合,可以减少淡化海水的成本,使海水很快达到饮用水的标准。
(2)纳滤膜分离技术
在饮用水深度处理时,可以通过纳滤膜分离技术的吸附和阻隔功能去除饮用水中的微量化学物。在饮用水深度处理时,采用纳滤膜分离技术对人体健康可能存在威胁,因此,纳滤膜分离技术还需我们进一步研究。
4.结束语
综上所述,在我国水资源污染较为严重的情况下,常规的饮用水处理方式已经不能使饮用水达到标准水质,对饮用水进行深度处理是势在必行的。相关从业者要针对水源受污染的程度选用不同的深度处理技术,使得处理后的水源达到饮用水水质要求。
另外,虽然我们可以通过饮用水深度处理技术对饮用水进行处理,使其达到饮用水水质标准,但这同时也会增加水处理的成本,而且处理后的饮用水也存在着一些潜在的危险。最好的解决办法就是从现在开始,人们重视环境保护,保护好水源不受污染,还我们的后代一个健康的环境。本文对几种饮用水深度处理技术的现状和优缺点进行了介绍,并且对生活饮用水深度处理技术未来的发展趋势等方面进行了简单地分析,希望笔者的阐述对大家有所帮助。
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论文作者:金晓明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/7
标签:饮用水论文; 技术论文; 活性炭论文; 深度论文; 滤膜论文; 臭氧论文; 水源论文; 《基层建设》2017年第19期论文;