微污染水源處理技術(shù)（一）

水是人類(lèi)的生存與發(fā)展，社會(huì )的文明與進(jìn)步的基本保障。飲用水更是與我們每個(gè)人的日常生活息息

相關(guān)。由于近幾十年工業(yè)化的迅速發(fā)展，城市化規模的不斷擴大，人們在生活和生產(chǎn)過(guò)程中排放出

來(lái)的污染物對源水水質(zhì)的污染已經(jīng)愈演愈劇，源水受污染的程度越來(lái)越嚴重，水中有機物質(zhì)逐漸增

多。從20世紀60年代以來(lái)，不少地區飲用水水源水質(zhì)日益惡化；同時(shí)，隨著(zhù)水質(zhì)分析技術(shù)逐漸改

進(jìn)，水源和飲用水中能夠測得的微量污染物質(zhì)的種類(lèi)也不斷增加，人們在飲用水的水質(zhì)凈化中又碰

到了新問(wèn)題。針對源水中出現的新污染問(wèn)題，進(jìn)入20世紀70年代以后，人們就開(kāi)始著(zhù)手對水質(zhì)凈

化的新技術(shù)進(jìn)行了研究，并且已經(jīng)有很多技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中應用，取得了較好的效果。 

　　1．物理技術(shù)

　　1.1 吹脫

　　吹脫是利用水中溶解化合物的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異，將揮發(fā)性組分不斷由液相擴散

到氣相中，達到去除揮發(fā)性有機物的目的。吹脫法具有費用低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但對難揮發(fā)的有

機物去除效果差。對于含有可揮發(fā)性化合物的污染原水，用填料塔進(jìn)行曝氣吹脫是一種行之有效的

方法。早期的空氣吹脫只限于去除水中H2S等產(chǎn)生嗅和味的揮發(fā)性化合物及CO2。從70年代末起，

空氣吹脫已開(kāi)始用于去除揮發(fā)性有機污染物，并得到廣泛的研究和應用。能揮發(fā)去除的有機物有：

苯、氯苯、二氯甲烷、四氯甲烷、二氯苯、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷等。在114種應優(yōu)先去

除的污染物中，可用吹脫去除的有31種。去除效果與接觸時(shí)間、氣液比、溫度、蒸汽壓有關(guān)。當

氣液比為1：1時(shí)，三鹵甲烷去除率達10%以上，當氣液比為20：1時(shí)，可高達85%，并可顯著(zhù)改善色

、嗅、味。

　　1.2 吸附

　　吸附處理技術(shù)是指利用物質(zhì)強大的吸附性能來(lái)去除水中污染物的技術(shù)。目前用于水源水處理的

吸附劑有活性炭（AC）、硅藻土、二氧化硅、活性氧化鋁、沸石、離子交換樹(shù)脂，其中用得最多

的是對水中有機污染物和臭味有較強吸附作用的疏水性物質(zhì)—活性炭。

　　活性炭（AC）具有豐富微孔結構和表面憎水性，其對水中某些污染物有極強的親和力，是有

效的去除方法。美國大多數水處理工作者認為，活性炭吸附是從水中去除多種有機物的“最佳實(shí)用

技術(shù)”，可作為其它深度處理技術(shù)的一個(gè)參照標準。活性炭可經(jīng)濟有效的去除嗅、味、色度、氯化

有機物、農藥、放射性污染物及其它人工合成有機物。活性炭應用可以單獨采用，亦可以與其它方

法組合使用而取得更佳效果。如活性炭與預氧化同時(shí)使用，可減少氯化有機物的生成量，此外還有

生物活性炭等方法。水處理中顆粒活性炭（GAC）使用較多，并已發(fā)展為球形活性炭、浸透型活性

炭、高分子涂層活性炭等多種類(lèi)型。用活性炭做吸附劑去除水中污染物，雖能取得良好的效果，但

其價(jià)格較貴，再生困難，對大部分極性短鏈含氧有機物，如甲醇、乙醇、甲醛、丙酮、甲酸等不能

去除。人們開(kāi)始研制高效、價(jià)廉的粘土吸附材料作為水處理吸附劑。粘土的比表面積大，低溫再生

能力強，儲量豐富，但大量粘土投入混凝劑中也增加了沉淀池的排泥量，給生產(chǎn)運行帶來(lái)了一定困

難。目前這類(lèi)吸附劑大多數仍處于研究階段，重點(diǎn)在于對其吸附性能和加工條件、表面改性等方面

的探討，以期提高吸附容量和吸附速率。

　　合成樹(shù)脂吸附，如聚苯乙烯—二乙烯基苯聚合物，但因其再生或洗脫困難，比表面積小，費用

較高而使其應用受到一定限制。此方法雖然運行成本高，靈活性不如活性炭，但由于是人工合成產(chǎn)

品，其微孔尺寸可按需要改變。另外，其水中污染物吸附可逆性好，可用NaCl—NaOH再生，比活

性炭再生方便。而且隨著(zhù)高分子工業(yè)的發(fā)展，其開(kāi)發(fā)潛力很大。

　　無(wú)機吸附劑中研究較多的是活性氧化鋁吸附。氧化鋁是一種兩性物質(zhì)，等電點(diǎn)約為pH9.5，當

水中pH小于9.5時(shí)吸附陰離子，大于9.5時(shí)吸附陽(yáng)離子。因此，可以因吸附目的不同，而對氧化鋁

進(jìn)行改進(jìn)，如酸改性、堿改性，從而獲得最佳吸附容量。另外，因Ca、Mg的活性比Al強，還可以

進(jìn)行酸（堿）的鈣、鎂修飾，可與腐殖酸形成共價(jià)鍵的有機金屬絡(luò )合物，去除腐殖酸達60—75%。

　　1.3 膜過(guò)濾技術(shù)

　　膜分離法是新興的高分離、濃縮、提純、凈化技術(shù)，是用天然或人工合成高分子薄膜做介質(zhì)，

以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對雙組分或多組分溶液進(jìn)行過(guò)濾分離、分級提純和富集的物理處

理方法。膜法在美國被EPA推薦為最佳工藝之一，日本則把膜技術(shù)作為21世紀的基盤(pán)技術(shù)，并實(shí)施

國家攻關(guān)項目“21世紀水處理膜研究（MAC21）”，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)膜凈水系統。目前常見(jiàn)的膜法有：微

濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、滲透蒸發(fā)、液膜及剛出現的毫微濾技術(shù)等。從膜濾法的功能上

看，反滲透能有效的去除水中的農藥、表面活性劑、消毒副產(chǎn)物、THMs、腐殖酸和色度等。納濾

膜用于分子量在300—1000范圍內的有機物質(zhì)的去除。而超濾和微濾膜可去除腐殖酸等大分子量（

大于1000）的有機物。因此，膜濾技術(shù)是解決目前飲用水水質(zhì)不佳的有效途徑。膜法能去除水中

膠體、微粒、細菌和腐殖酸等大分子有機物，但對低分子量含氧有機物如丙酮、酚類(lèi)、酸、丙酸幾

乎無(wú)效。把膜工藝進(jìn)一步應用到給水處理中的障礙是：基建投資和運轉費用高，易發(fā)生堵塞，需要

高水平的預處理和定期的化學(xué)清洗，還存在濃縮物處置的問(wèn)題。然而，隨著(zhù)清洗方式的改進(jìn)，膜堵

塞和膜污染問(wèn)題的改善以及各種膜價(jià)格的降低，相信在不久的將來(lái)，膜法一定會(huì )在給排水領(lǐng)域造成

重大影響。