關(guān)于飲用水深度凈化問題的探討

■俞宵麗俞舜

（1浙江省工程物探勘察院浙江杭州311115；2中國石油大學(xué)北京102249）

關(guān)于飲用水深度凈化問題的探討

■俞宵麗1俞舜2

（1浙江省工程物探勘察院浙江杭州311115；2中國石油大學(xué)北京102249）

本文闡述了飲用水深度凈化的目的，提出了要利用臭氧進(jìn)行凈化水深度處理，運(yùn)用機(jī)械進(jìn)行過濾，用蒸餾與離子交換，有效結(jié)合紫外線進(jìn)行深度凈化等飲用水深度凈化的若干對策。

飲用水 深度凈化 問題

0　引言

飲用水的水質(zhì)問題直接影響社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，由于水污染日益嚴(yán)重，人們對于飲用水水質(zhì)的要求也越來越高，水廠的常規(guī)處理方式已經(jīng)不能滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此，在結(jié)合傳統(tǒng)水處理工藝的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了飲用水的深度處理方法，進(jìn)而有效地改善飲用水的水質(zhì)。

1　飲用水深度凈化的目的

改善飲用水水質(zhì)有兩條途徑:一是控制污水的排放量及提高污水處理率，保護(hù)飲用水源;二是強(qiáng)化處理工藝對受污染水源進(jìn)行深度處理。經(jīng)過深度凈化后的飲用水應(yīng)去除三鹵甲烷等有機(jī)污染物，不危害健康;去除病原菌和病毒，不引起傳染性疾病;硬度和礦質(zhì)元素含量適當(dāng)，有益健康。我國不宜將深度凈化工藝設(shè)于自來水廠，因?yàn)橐谒兴畯S加設(shè)深度處理工藝，改造和運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)可觀。如加設(shè)臭氧活性炭工藝會使自來水廠的基建費(fèi)用增加50%，且市政供水中只有2%用于生活飲用，其余為工業(yè)和消防等用水，全面提高市政供水水質(zhì)是不經(jīng)濟(jì)的。再者，我國中小城市陳舊的鑄鐵供水管網(wǎng)和二次供水設(shè)施也會對深度處理的出廠水造成二次污染。在小區(qū)設(shè)置集中凈化裝置供給管道直飲水具有良好的經(jīng)濟(jì)性，取用便利，衛(wèi)生可靠，已在哈爾濱、上海和深圳等地推廣應(yīng)用。廣州市政府明文規(guī)定新建小區(qū)和公共場所必須配套分質(zhì)供水系統(tǒng)。

我國目前的分質(zhì)供水方式是在廚房設(shè)置一根深度凈化水管，供給烹飪和飲用水。其余生活用水仍使用市政自來水。但水中有害化學(xué)物質(zhì)通過消化系統(tǒng)進(jìn)入人體并不是最主要的途徑，通過皮膚和呼吸也能攝入。研究表明當(dāng)用含三氯苯乙烷的水淋浴時，通過呼吸吸入的化學(xué)物質(zhì)比口腔進(jìn)入的要多6～80倍。只在水龍頭上安一個水過濾器還不足以保證人體免受水中有害化學(xué)物質(zhì)的損害。因此分質(zhì)供水時應(yīng)在衛(wèi)生間也留一個深度凈化水的供水管，使有經(jīng)濟(jì)條件的家庭在淋浴時也能使用保證健康的水。

2　飲用水深度凈化的若干對策

2.1利用臭氧進(jìn)行凈化水深度處理

當(dāng)空氣中21%的氧氣通過交變高壓電場，改變氧的游離特性，利用其裂變過程中釋放能量的特性，達(dá)到瞬間殺菌消毒的目的。并且易于揮發(fā)，反映完畢后，還原為氧，具有環(huán)保意義。即利用其強(qiáng)氧化性達(dá)到殺菌消毒的目的。一般我們的應(yīng)用是脫色（純藍(lán)墨水）除臭降解農(nóng)藥殺菌消毒。技術(shù)補(bǔ)充：臭氧還原電位高（2。07ev）僅次于氟（2。87ev），是一種強(qiáng)氧化劑，可殺死細(xì)胞繁殖體芽孢病毒真菌破壞肉桿菌素。1）臭氧釋放的單原子氧迅速穿透細(xì)胞的細(xì)胞膜與細(xì)胞酶發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的氧化反應(yīng)，致細(xì)胞于死地；2）單原子氧與病毒的蛋白包膜發(fā)生氧化反應(yīng)，使病毒迅速死亡。3）單原子氧遇到無機(jī)或有機(jī)可氧化物，也會發(fā)生強(qiáng)氧化反應(yīng)，解構(gòu)其分子鏈生成無害物質(zhì)。一般認(rèn)為臭氧通過直接破壞其核糖核酸（DNA）物質(zhì)完成。首先作用于細(xì)菌霉類微生物的細(xì)胞膜，使膜構(gòu)成成分受損，導(dǎo)致新陳代謝障礙，抑制其生長，臭氧繼續(xù)破壞膜內(nèi)組織直至殺死。當(dāng)然運(yùn)用時要注意幾個特點(diǎn)：1）臭氧含量不易控制。含量低，短時間內(nèi)達(dá)不到目的；含量高>0。1mg/l，對呼吸系統(tǒng)黏膜產(chǎn)生刺激性作用，引起咳嗽頭痛喉痛直至肺氣腫。2）瞬間殺菌消毒。易還原可持續(xù)性差。3）強(qiáng)氧化，不能去除重金屬離子。

2.2運(yùn)用機(jī)械進(jìn)行過濾

所謂用機(jī)械進(jìn)行過濾就是指讓水通過一級或多級的微孔過濾介質(zhì)，水中比微孔尺寸大的物質(zhì)都被截留而去除。機(jī)械過濾的幾種方法：一是微濾（陶瓷濾芯）孔徑為0。2-0。5微米，表面含銀，具有殺菌抑菌的作用。在水的壓力下，小于0。2微米的有機(jī)物無機(jī)鹽等比較容易通過。特點(diǎn)：可反復(fù)沖洗使用，壽命可達(dá)2—3年。但多余的銀離子對人體無益。二是超濾。孔徑0。01—0。02微米，運(yùn)用微過濾原理，去除水中的固體雜質(zhì)。細(xì)菌。微生物，保留水中鹽類離子及微小的固體雜質(zhì)。但無法過濾較小病毒。三是納濾。納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種壓力驅(qū)動膜。孔徑為0。0001—0。0005微米，有較低的驅(qū)動壓力和較大的水通量。采用聚乙烯醇涂敷基膜上制成，聚乙烯醇具有良好水溶性且成膜性能好，能形成光滑表面。膜上膜中有帶電基團(tuán)，通過靜電相互作用，阻礙多價離子滲透。對離子截留受共離子影響，離子價越大截留率越高，能有效截留二價離子。對膠體油蛋白質(zhì)和其他有機(jī)物有較強(qiáng)的抗污染性，對單價離子截留率80%，二價或多價離子截留率大于90%以上。

2.3用蒸餾與離子交換凈化水

蒸餾是指先加熱使水汽化，然后使之凝固，在此過程中水中沉淀物金屬離子細(xì)菌原生動物以及其他一些不能汽化的污染物被去除。純度達(dá)到99。93%～99。97%，基本不導(dǎo)電。特點(diǎn):1）水中缺氧，無礦物質(zhì)存在。2）水中沸點(diǎn)比水低的揮發(fā)性有機(jī)物（如苯）不能被去除。而離子交換用來處理水中鈣鎂離子含量高的硬水（大于150mg/l），主要依靠離子交換樹脂發(fā)揮作用。樹脂上有氯化鈉基團(tuán)，當(dāng)水通過樹脂時，水中的鈣鎂和其它金屬離子取代鈉離子與氯離子結(jié)合。當(dāng)樹脂上的鈉離子都被置換后樹脂就失效并喪失功能，然后用氯化鈉溶液沖洗樹脂，可以使樹脂恢復(fù)處理能力。缺點(diǎn)：使水中鹽增多，每去除水中一個陽離子就有一個鈉離子溶入水中，導(dǎo)致水中鈉離子濃度增高，對高血壓心臟病和腎病病人要引起注意。

2.4有效結(jié)合紫外線與電滲析進(jìn)行深度凈化

紫外線波長210--328nm；當(dāng)波長為240--280nm時，紫外線殺菌能力最強(qiáng)。一般采用253。7nm的波長，通過毀壞核糖核酸DNA抑制病菌病毒生長直至殺死。

影響殺菌效果的因素：1）燈管功率；2）水的流速濁度照射時間等；3）不能去除重金屬離子及其他污染物。

[1]王琳,王寶貞,王欣澤等.活性炭與超濾組合工藝深度處理飲用水 [J].中國給水排水, 2002,18(2):1-4.

[2]王自強(qiáng),劉守新,劉尚等.飲用水深度凈化載銀活性炭研究進(jìn)展 [J].化工進(jìn)展,2009,28 (12):2226-2231,2236.

[3]馬巧紅,李茜,王孟效等.PLC在飲用水深度凈化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].工程設(shè)計學(xué)報,2007,14(6):486-489.

[4]曾熾濤,陳愛平,古政榮等.光催化技術(shù)在飲用水深度凈化中的應(yīng)用 [J].凈水技術(shù), 2002,21(1):16-17,29.

P641.69[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-358-1