農村飲水中常用水處理技術分析

陳 波

（水利部機關服務局新水天潤公司，100053，北京）

農村飲水中常用水處理技術分析

陳 波

（水利部機關服務局新水天潤公司，100053，北京）

農村飲水安全；水處理技術；分析

獲得安全飲用水是人們健康的有效保障。全國正在實施的農村飲水安全工程是實現這一保障的重要舉措，采取適宜的水處理技術，對實現這一保障目標至關重要。本文梳理了“十一五”期間承擔的“農村安全供水集成技術研究與示范”項目中分析研究的農村飲水不安全問題主要類型，對這些類型的水采取了相應的處理技術，并對這些技術進行比較分析。

一、常規飲用水消毒技術

農村分散供水和大部分集中供水無消毒措施，很大部分農村人口飲用水大腸桿菌超標，飲用水消毒的普及是飲水安全的基本保證。

1.液氯消毒工藝

氯消毒工藝已有上百年歷史，目前已經達到高度自動化的程度。向水中注入氯氣（或液氯）以消除水中的細菌，這一手段在殺滅腸道傳染病等方面發揮了重要作用。但氯氣本身是一種能夠嚴重威脅人體健康的有毒物質。氯在殺死水中某些細菌的同時，能與水中的一些有機物產生反應，形成鹵化有機化合物，如三氯甲烷，是一種國際上公認的強致癌物質。對氯消毒工藝進行改進可以減少三氯甲烷的生成。盡管氯消毒有其缺點，但消毒效果好，目前還沒有能全部代替它的消毒劑。液氯消毒適合于農村集中供水消毒，采用此方法時應加強工藝管理，注意提高工藝。

2.次氯酸鈉水消毒處理技術

在所有的消毒劑中，液氯最為經濟。但是，由于液氯運輸、管儲方面不安全，而且在投加時因氣體同水體的溶解性較低，氯氣瓶氣壓不斷變化，存在投加計量不夠準確的問題。氯氣擴散性極強，對環境存在毒害作用。次氯酸鈉液是一種廣泛用于包括自來水、中水、工業循環水、游泳池水、醫院污水等各種水體的消毒劑。同其他消毒劑相比，次氯酸鈉液非常具有優勢。它清澈透明，互溶于水，徹底解決了像臭氧等氣體消毒劑因難溶于水而不易做到準確投加的技術問題；也沒有液氯、二氧化氯等藥劑時常具有的跑、泄、漏、毒等安全隱患。它不僅消毒效果好，投加準確，操作安全，使用方便，易于儲存，還可以在任意環境工作狀況下投加，適用于農村小型集中供水消毒。

3.二氧化氯水消毒處理技術

二氧化氯（ClO2）是一種高效強力廣譜殺菌劑。其殺菌原理及性能在于二氧化氯能快速透過微生物的細胞壁和細胞膜，氧化破壞其中的生物酶或氨基酸，從而殺滅微生物。二氧化氯還能有效殺滅多數藻類。與氯相比，二氧化氯殺菌效果受pH值影響小，能在pH值6~9的范圍有效殺滅微生物，因此用于循環冷卻水等堿性水體處理時，二氧化氯比其他氯系消毒劑效果更好。

二氧化氯是一種黃綠色氣體，具有與氯相似的刺激性氣味，不穩定，其在空氣中的濃度大于10%時易于發生爆炸，溫度升高、曝光或與有機物接觸時也會發生爆炸。二氧化氯的揮發性較大，稍一曝氣即從溶液中逸出。二氧化氯不宜儲存，在實際應用中只能使用二氧化氯發生器現場制備。二氧化氯發生器適合于農村集中供水消毒。

二、苦咸水的有關處理技術

全國飲用苦咸水的人口有3 800萬人。苦咸水中含有大量硫酸鹽和氯化鈉，口感苦咸。人們如長期飲用苦咸水會影響身體健康。

1.離子交換處理技術

如果水中的硫酸鹽和氯化鈉濃度在350mg/L以下，可以使用陰、陽極離子交換吸附來達到脫鹽的目的。

2.電滲析水處理技術

電滲析法是20世紀用于海水淡化和咸苦水處理的一種裝置，原理是將具有選擇透過性的陰陽離子膜放在電滲析槽中,一種膜允許陰離子透過但排斥陽離子,另一種膜則相反,在電場的作用下水中的陰陽離子被膜分離出來而被去除,電滲析法的費用較反滲透法低。

3.反滲透水處理技術

對城鎮和農村社區而言，實行直飲水終端供應是最安全的方法。飲水機、桶裝水在20世紀90年代末進入普通百姓家庭。而作為一種新興產品，純水機可以過濾掉自來水中的各種其他物質，經純水機處理的水是純凈水。鑒于此，自來水終端制水機（直飲機）只需將直飲機安裝在自來水龍頭上，即可通過微孔過濾、超濾、納濾、反滲透（RO膜技術）等系列程序達到健康飲用水標準，靈活方便，現制現喝。采用RO膜技術的直飲機是安全的飲用水處理方式。

反滲透水處理技術產品適用于機關、團體、學校、部隊、家庭、醫院、農村和城鎮社區，25 L直飲水總成本（包括電費、水費、耗材及機器折舊）一般為0.5元/桶。

三、有毒物質的分子篩水處理技術

飲水中有毒物質含量超標往往是某個單項或某幾項指標。分子篩結構濾芯可用于處理飲用水中超標的有毒物質。

用分子篩結構濾芯進行自來水深度凈化處理，不僅可有效去除水中的物理污染和微生物污染，而且可高效去除水中各種類型的化學污染。分子篩結構濾芯是采用具有特殊物理化學性能的天然礦物原料精制而成的，具有亞微型微過濾、分子篩廣譜吸收和靜電動力吸附三大技術特點。經分子篩結構濾芯深度處理后的水，符合我國生活飲用水國家標準。對有機物、農藥和殺蟲劑的去除率均達到98%以上，鉛的去除率達到96.2%，汞的去除率達到98.8%，亞硝酸鹽氮的去除率達到99.7%。分子篩水處理技術適用于單項或某幾項超標水的處理。

四、飲用水中的除氟技術

飲水型氟中毒在我國除上海市和海南省外，其他各省（自治區、直轄市）均有不同程度的發生。除氟方法概括起來有三大類：

1.沉淀法

在水中加入鋁鹽或生石灰來沉淀水中的氟，此法的投藥量大，除氟不徹底，僅限于工業使用。

2.吸附和離子交換法

常用的有除氟炭(骨炭)凈水組件法、活性氧化鋁法、沸石(分子篩)及離子交換樹脂法等。具有特殊吸附和交換作用的這一類吸附劑，吸附飽和后還可再生，是其他方法不可相比的。

運用活性氧化鋁和除氟炭凈水組件法除氟已有相當長的時間，就單純除氟而言仍然是一種廣泛使用的方法，它對氟有選擇性的去除而且不吸附其他離子，對水質前置處理的要求不十分嚴格，因此被廣泛應用。其缺陷在于活性氧化鋁對氟的吸附量比除氟炭凈水組件低幾倍，并且吸附飽和后再生工藝復雜困難，處理后的水增加了鋁離子和硫酸根離子，使水有苦澀的感覺。最大的負面影響還在于鋁離子可增加患老年性癡呆的危險。沸石和離子交換法因技術落后，對氟的吸附量低，處理后水價成本高，現已很少使用。

3.骨炭法

除氟炭與羥基磷酸鈣為同類產品，也有學者認為骨炭就是未純化的羥基磷酸鈣，這種制劑在除氟過程中不給水體增加其他物質，是目前除氟中最常選用的方法。其對氟有非常優良專一的選擇性吸附作用，比活性氧化鋁的吸附量高出數倍，處理過的水不增加其他離子，完全滿足了除氟后飲用水衛生、安全的要求。其對水的利用率也非常高，幾乎100%，屬節約環保型方法。其設備可大可小，可根據客戶用水量任意選擇設備大小進行組裝，不受有無電源及時間、空間、單位和家庭的限制，屬于多環境適用型。還可用全自動除氟調控裝置和氟化物檢測試劑盒等多項專利技術進行質量控制和運行管理，運行費用比反滲透法低50%以上，水價成本遠低于其他方法。因此具有較大的競爭力，現在已規模化生產的骨炭氟吸附容量比以前市場銷售的產品高出近1倍。

五、飲用水中的除砷技術和除鐵錳技術

全國飲用高砷水的人口有230萬人。飲用高砷水可引起地砷病。飲用水除砷技術主要有混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、生物技術、電凝聚法、膜技術和預氧化吸附技術等。深井泵→機械過濾→砷濾罐→清水池是一種值得試驗的過濾吸附法。砷濾罐中主要材料為鐵屑，鐵屑在鋇的催化作用下可吸附水中的砷。

我國東北、內蒙古等地區地下水鐵錳含量超標。飲用水除鐵錳法為錳砂過濾法，其工藝為深井泵→曝氣過濾→錳砂濾罐→清水池，缺點是對低溫水處理效果不好。

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S277.7

B

1000-1123（2011）03-0053-02

2010-11-15

陳波（1956—），女，副總經理，經濟師。

責任編輯 李建章