饮用水源污染现状与深度处理技术进展_齐玉平

摘要：详细介绍了我国目前饮用水水源的污染现状及饮用水深度处理技术的进展情况，提出了我国饮用水污染问题的解决途径。关键词：水源污染饮用水深度处理技术1我国饮用水水源的污染现状大量的工业废水和生活污水未经处理就直接排入水体致使82％的水域和93％的城市地下水源受到污染[1]，主要污染物为氨氮和有机物。据统计，我国城市污水年处理率仅为25％左右，全国668个城市有400多个缺水。我国同其它国家一样也面临着城市用水危机。由于过量的氮、磷随污水排入水体，导致水体的富营养化，加剧藻类大量繁殖。藻类不仅影响水处理工艺单元的正常运行，更重要的是许多藻类（如蓝－绿藻）会释放出藻毒素，其中对人体危害最大的是微囊藻毒素，它专一性作用于肝脏，是极强的促肿瘤剂。传统的常规净水工艺(混凝、沉淀、过滤、氯消毒)虽然可以通过去除藻细胞而去掉一部分细胞固定的藻毒素,但对溶解于水中的藻毒素却无能为力或去除率很低,有时甚至由于处理流程中藻细胞破裂释放入水中而造成去除率的负增长。目前许多国家都已建立了饮用水微囊藻毒素的限制标准,我国也已将其列为非常规检测项目,其最高允许含量为1ug/L。有机物污染是水源污染的又一大特点，我国水环境中微量有机物污染状况的初步调查表明：我国某些近海海域中有机氯农药残留严重，主要挲为六六六，浓度高达100ng/L。正丁基酚、壬基酚、双酚-A、2，4-二氯酚及五氯酚等在各种海域及内陆江河中都普遍存在。传统的常规净水工艺主要以去除水中悬浮及胶体物质为主，以出水的浊度、色度和细菌总数为工艺控制的主要目标，面对病原微生物的去除率仅为50％，氨氮的去除率仅为10％，对有机物的去除率也只有10－50％，平均30％左右。这种低净化能力使配水管网中残存的微生物有可能重新繁衍生殖，造成二次污染，严重时会导致水传播疾病的爆发。如广东省1992年发生伤寒、副伤寒爆发流行7宗，其中4宗都是由于饮用水污染引起[2]；辽宁省1990－1994年发生的饮用水污染事故中79.3％是属于生物污染[3]。2饮用水深度处理技术进展在众多的给水深度处理技术中，膜分离技术、臭氧－生物活性碳联合技术及纳米二氧化钛催化氧化技术是比较有发展潜力的深度处理技术。但这几种技术也各有其局限性，在实际应用中应视水质不同而定。2.1膜分离技术膜分技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透几种压力驱动膜工艺。微滤膜和超滤膜是低压驱动膜，能有效去除水中的颗粒物、浊度、细菌和胞囊，但对有机物的去除能力较低。因此在给水处理中必须与其它工艺结合，如活性炭吸附或纳滤、反渗透等，才能保证出水水质。与微滤和超滤相比，纳滤和反渗透则能去除更广泛的给水污染物，如消毒副产物(DBPs)，合成有机物（SOCs）等。但反渗透膜分离技术在有效去除水中各种污染物的同时也将对人体有益的微量元素和矿物质去除了，长期饮用这种水会引起人体新的“营养”不平衡。因此经反渗透处理的水必须再矿化，矿化水中的营养元素也无法和天然水相比。纳滤介于反渗透和超滤之间，是在反渗透膜的基础上发展起来的，纳滤所需的操作压力要比反渗透低得多，因此可比反渗透节约能耗40-50％。纳滤出水在有效保留水中对人体有益的某些小分子物质的同时，还能有效去除天然有机物，合成有机物（如表面活性剂、农药等）三致物质，消毒副产物（三卤甲烷和卤乙酸）及其前提物和挥发性有机物，保证出水的生物稳定性，出水也不需要矿化和稳定，就可以满足优质饮用水的要求。纳滤技术在饮用水处理方面具有不可比拟的优越性。但在我国的应用还处于起步阶段，主要用于苦咸水的淡化和水质的软化。从目前情况来看，纳滤技术在我国的推广还存在一定困难，主要有：一是传统的纳滤膜主要是针对水质软化开发的，而饮用水的深度处理则需要能有效去除各种有机物，同时还能适当保留水中各种无机离子、硬度、碱度和微量元素的新型纳滤膜还有待研究。二是我国目前纳滤技术还不过关，特别是对纳滤膜研究还处于试验室研究、开发阶段，无产品投放市场。肯定的是，纳滤技术的不断发展、完善，其处理费用必将大幅度下降，在不久的将来，纳滤技术将是作为一种关键技术普遍应用于我国的饮用水处理中。2.2臭氧-生物活性碳技术该工艺是采用臭氧氧化和生物活性碳滤池联用的方法，将臭氧化学氧化、活性碳物理化学吸附、生物氧化降解几种技术合为一体，其主要目的是去除原水中微量有机物和氯消毒副产物的前体物等有机指标，提高饮用水的安全性。在生物活性碳前加臭氧预氧化，一方面可以初步氧化水中的有机物及其它还原性物质，以降低生物活性碳滤池的有机负荷；另一方面是臭氧预氧化作用可以使部分难生物降解有机物转变为易生物降解物质，从而提高生物活性碳滤池进水的可生化性。臭氧-生物活性碳工艺是一较为理想的饮用水除污染工艺，对水中各种污染物均有良好的去除效果，如对臭味物质一二甲基已冰片的去除率达60-100％，紫外消光度6