飲用水深度處理是對傳統混凝、沉淀、過濾和消毒四步法工藝的提升,旨在提高飲用水品質。常用技術包括臭氧活性碳技術、膜分離技術等。盡管成本較高,但在中國,這一工藝的應用正在逐步推廣。
歷史沿革
20世紀以前,飲用水不潔導致多種疾病的傳播。20世紀初,常規的四步法水處理工藝形成,以去除水中的致病微生物。然而,隨著工業發展帶來的有機化合物污染問題,深度處理工藝應運而生。臭氧-活性炭工藝是其中的一種,其原理是利用臭氧的強氧化能力和活性炭的吸附特性,有效去除大分子有機物。20世紀60年代,加拿大科學家索里拉金發明了反滲透膜,這種技術后來廣泛應用于航天領域。1980年代,北京田村山水廠已經采用臭氧活性炭工藝。1990年代末期,嘉興市在專家團隊的研究和試運行基礎上,率先引入供水深度處理工藝。2006年,全球膜處理飲用水產量顯著增長。2007年中國實施新的飲用水衛生標準,推動了臭氧-活性炭處理工藝的發展。截至2012年,雖然大部分城鎮水廠仍在使用傳統工藝,但深度處理工藝的推廣正在進行中。
技術種類
臭氧-活性炭技術
臭氧因其強氧化性最初被用作飲用水消毒劑,也能去除水中的色度和臭味。活性炭是一種多孔性物質,具有發達的空隙結構和巨大比表面積。兩者結合使用,能有效去除小分子有機化合物并延長活性炭的使用壽命。此外,活性炭還能吸附臭氧氧化過程中產生的中間產物,確保最終出水的化學穩定性。
膜分離技術
膜分離技術包括微濾、超濾、納濾和逆滲透等工藝方法。這些技術基于機械篩濾作用,能提供穩定的水質。微濾可用于終端處理和預處理;超濾能去除大分子有機物和微生物;納濾能在低壓下實現高水通量和脫鹽;反滲透能去除幾乎所有物質,常用于制備純水。
生物活性碳技術
生物活性炭技術利用活性炭表面附著的生物群落,通過物理吸附和生物降解相結合的方式去除水中污染物。該技術提高了出水水質,減少了氯化時的氯氣用量,延長了活性炭的再生周期。
吹脫技術
吹脫技術通過水與空氣的接觸,利用溶質實際濃度與平衡濃度之差,去除揮發性組分。該技術費用低廉,被美國環保署認定為去除揮發性有機物的最佳技術。
超聲空化技術
超聲空化技術利用高頻超聲波引起化學變化,通過熱解、自由基氧化等方式降解有機化合物。該技術對多種有機物有較好降解效果,但受多種因素影響。
光氧化技術
光催化氧化技術在水中添加半導體催化劑,在紫外線輻射下產生強氧化劑,氧化水中有機物。該技術對多種有機物有較強氧化能力,且不受水溫和pH值影響。
參考資料 >
飲水的深度凈化.搜狐網.2024-10-30
飲用水深度處理.中國污水處理工程網.2024-10-30
飲用水的深度處理.百度文庫.2024-10-30