水質(zhì)凈化方法概述

水質(zhì)凈化的目的是通過必要的處理方法改善原水水質(zhì)，使之符合生活飲用或工業(yè)使用所要求的水質(zhì)標準。處理方法應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)和用戶對水質(zhì)的不同要求確定。在供水處理中，某一種凈化方法除了取得某一特定的處理效果外，有的往往也直接或間接地兼收其他處理效果。

1.澄清和消毒

澄清和消毒是以地表水為水源的常規(guī)處理方法，其工藝流程如圖6-1所示。其中澄清工藝系統(tǒng)主要包括混凝、沉淀及過濾。處理對象是水中的懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)。原水投入藥劑后，經(jīng)過混合、反應(yīng)(屬混凝過程〉使水中懸浮雜質(zhì)及膠體雜質(zhì)形式易于沉淀的大顆粒絮凝體而后通過沉淀池進行重力分離。澄清池是反應(yīng)和沉淀綜合于一體的構(gòu)筑物。快濾池是利用具有孔隙的粒狀濾料(如石英砂、無煙煤等)截留水中細小雜質(zhì)的構(gòu)筑物。它通常置于混凝、沉淀工藝之后，用以進一步降低水的濁度。但原水濁度較低時，投入藥劑后的水也可不經(jīng)過混凝、沉淀而直接過濾。

消毒是消滅水中致病微生物，通常在過濾以后進行。主要消毒方法是在水中投加消毒劑以殺滅致病微生物。當(dāng)前普遍采用的消毒劑是氯，也有采用漂白粉、二氧化碳及次氯酸鈉的。臭氧消毒也是一種較重要的消毒方法。

2.除臭和除味

除臭和除味的方法取決于水中臭和味的來源。例如，水中有機物所產(chǎn)生的臭和味，可用活性炭吸附、投加氧化劑進行氧化或采用曝氣法去除;因藻類繁殖而產(chǎn)生的臭和味，可在水中投入硫酸銅以去除藻類;因溶解鹽所產(chǎn)生的臭和味，應(yīng)采用除鹽措施等。

3. 除鐵和除錳

當(dāng)溶解于地下水中的鐵和錳含量超過生活飲用水衛(wèi)生標準時.需采用除鐵和除錳措施。最廣泛的除鐵和除錳方法是氧化法和接觸氧化法。前者通常設(shè)置曝氣裝置、氧化反應(yīng)池和砂濾池;后者通常設(shè)置曝氣裝置和接觸氧化濾池。工藝系統(tǒng)的選擇是單純除 鐵還是同時除鐵和除錳、原水中鐵和錳含量及其他有關(guān)水質(zhì)特點確定。除鐵和除錳還可采用藥劑氧化法、生物氧化法及離子交換法等。通過上述處理方法(離子交換法除外、使溶解性二價鐵和錳分別轉(zhuǎn)變成三價鐵和四價錳并產(chǎn)生沉淀物而去除。

4.除氟

氟是有機體生命活動所必需的微量元素之一，但過量的氟則可產(chǎn)生毒性作用，如使人患有氟斑牙或氟骨癥。我國飲用水水質(zhì)標準規(guī)定的氟含量為1.0mg/L，當(dāng)?shù)叵滤姆砍^此限制時，需采用除氟措施。適用的除氟方法是活性氧化鋁吸附?；钚匝趸X除氟的設(shè)備與離子交換的設(shè)備類似。

5. 軟化

軟化處理對象主要是水中鈣和鎂離子。軟化方法主要有：離于交換法和藥劑軟化法。前者在于使水中鈣、鎂離子與陽離子交換劑上的離子互相交換達到去除的目的;后者系在水中投人藥劑，如石灰、蘇打，以使鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋砦锒鴱乃蟹蛛x。

6.淡化和除鹽

處理對象是水中各種溶解鹽類，包括陰離子和陽離子。將高含鹽量的水，如海水及 “苦咸水”，處理到生活飲用要求時的處理過程，一般稱為水的“淡化”;制取純水及高純水的處理過程稱為水的“除鹽”。淡化和除鹽主要方法有蒸餾法、離子交換法、電滲析法及反滲透法等。電滲析法是利用陰(陽)離子交換膜能夠分別透過陰(陽)離子特性，在外加直流電場作用下使水中陰(陽)離子分離出去;反滲透法是利用高于滲透壓的壓力施 于鹽水以使水通過半滲透膜而鹽類離子被阻留下來。電滲析法和反滲透法，屬于膜分離法，通常用于高含鹽量水的淡化或作為離子交換法除鹽的前期處理工藝。膜分離法處理成本較高，且膜容易堵塞，不宜用于農(nóng)村飲用水的處理。

7.預(yù)處理和深度處理

隨著村鎮(zhèn)工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，一方面農(nóng)村飲用水水質(zhì)標準在不斷提 高，而另一方面水源水質(zhì)在不同程度地受到污染和惡化。在農(nóng)村水源污染中，以有機物污染最為普遍，重金屬污染也相當(dāng)嚴重。不少有機物對人體有急性或慢性、直接或間接的毒害作用，甚至致癌、致畸。對于許多水源受到污染的水廠，常規(guī)處理工藝已經(jīng)無法解決水源不斷惡化而飲用水水質(zhì)標準不斷提高的矛盾。根據(jù)《生活飲用水集中式供水單位衛(wèi)生規(guī)范》(衛(wèi)生部，2001)，當(dāng)供水水源水質(zhì)不符合國家生活飲用水水質(zhì)規(guī)定時，不宜作為生活飲用水水源。若限于條件需加以利用時，應(yīng)采用相應(yīng)的凈水工藝進行處理，處理后的水質(zhì)應(yīng)符合規(guī)定，并取得當(dāng)?shù)匦l(wèi)生行政部門批準。為適應(yīng)上述趨勢，預(yù)處理和深度處理正逐漸成為常規(guī)處理工藝的一個組成部分。預(yù)處理置于常規(guī)處理之前，深度處理置于常規(guī)處理之后，它們的處理對象主要是水中的有機物。預(yù)處理是在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上，增加生物預(yù)處理、加強預(yù)氧化(高錳酸鉀、臭氧等〉、投加粉狀炭預(yù)處理工藝。深度處理也是在常規(guī)處理基礎(chǔ)上，增加臭氧氧化、活性炭吸附或生物活性炭等深度處理措施。對受到一定污染的水源(微污染水源水)除采用預(yù)處理和深度處理外，也可對常規(guī)處理進行強化，如將采用高效混凝劑改為氣浮或強化過濾等。以常規(guī)處理工藝為基礎(chǔ)，增加預(yù)處理和深度處理的微污染水源飲用水處理的工藝組合如圖6-2所示。據(jù)有關(guān)研究表明，增加生物預(yù)處理的工藝系統(tǒng)和水廠的常規(guī)處理系統(tǒng)相比較，前者不但混凝沉淀池和濾池有顯著的除污染效果，而且可以大大減少加氯量和有害氯代副產(chǎn)物的生成量，提高后續(xù)工藝的除污染效果。

總之，具體凈水工藝流程應(yīng)根據(jù)不同的原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求及經(jīng)濟承受能 力，經(jīng)研究確定。上述各種處理方法可以單獨使用，也可幾種方法結(jié)合使用以形式不同的處理系統(tǒng)，在水質(zhì)凈化工藝中，通常都是幾種方法結(jié)合使用。