水質凈化方法概述

水質凈化的目的是通過必要的處理方法改善原水水質，使之符合生活飲用或工業使用所要求的水質標準。處理方法應根據水源水質和用戶對水質的不同要求確定。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處理方法，其工藝流程如圖6-1所示。其中澄清工藝系統主要包括混凝、沉淀及過濾。處理對象是水中的懸浮雜質和膠體雜質。原水投入藥劑后，經過混合、反應(屬混凝過程〉使水中懸浮雜質及膠體雜質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。澄清池是反應和沉淀綜合于一體的構筑物。快濾池是利用具有孔隙的粒狀濾料(如石英砂、無煙煤等)截留水中細小雜質的構筑物。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過混凝、沉淀而直接過濾。

圖6 - 1典型的以地表水為水源的常規處理工藝示窻圖

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;因溶解鹽所產生的臭和味，應采用除鹽措施等。

3. 除鐵和除錳

當溶解于地下水中的鐵和錳含量超過生活飲用水衛生標準時.需采用除鐵和除錳措施。泛的除鐵和除錳方法是氧化法和接觸氧化法。前者通常設置曝氣裝置、氧化反應池和砂濾池;后者通常設置曝氣裝置和接觸氧化濾池。工藝系統的選擇是單純除 鐵還是同時除鐵和除錳、原水中鐵和錳含量及其他有關水質特點確定。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變成三價鐵和四價錳并產生沉淀物而去除。

4.除氟

氟是有機體生命活動所必需的微量元素之一，但過量的氟則可產生毒性作用，如使人患有氟斑牙或氟骨癥。我國飲用水水質標準規定的氟含量為1.0mg/L，當地下水的氟含量超過此限制時，需采用除氟措施。適用的除氟方法是活性氧化鋁吸附。活性氧化鋁除氟的設備與離子交換的設備類似。

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、鎂離子轉變為沉淀物而從水中分離。

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，不宜用于農村飲用水的處理。

7.預處理和深度處理

隨著村鎮工業的發展和人們生活水平的提高，一方面農村飲用水水質標準在不斷提 高，而另一方面水源水質在不同程度地受到污染和惡化。在農村水源污染中，以有機物污染普遍，重金屬污染也相當嚴重。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，常規處理工藝已經無法解決水源不斷惡化而飲用水水質標準不斷提高的矛盾。根據《生活飲用水集中式供水單位衛生規范》(衛生部，2001)，當供水水源水質不符合國家生活飲用水水質規定時，不宜作為生活飲用水水源。若限于條件需加以利用時，應采用相應的凈水工藝進行處理，處理后的水質應符合規定，并取得當地衛生行政部門批準。為適應上述趨勢，預處理和深度處理正逐漸成為常規處理工藝的一個組成部分。預處理置于常規處理之前，深度處理置于常規處理之后，它們的處理對象主要是水中的有機物。預處理是在常規處理的基礎上，增加生物預處理、加強預氧化(、臭氧等〉、投加粉狀炭預處理工藝。深度處理也是在常規處理基礎上，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)除采用預處理和深度處理外，也可對常規處理進行強化，如將采用高效混凝劑改為氣浮或強化過濾等。以常規處理工藝為基礎，增加預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。據有關研究表明，增加生物預處理的工藝系統和水廠的常規處理系統相比較，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物的生成量，提高后續工藝的除污染效果。

圖6-2微污染水源水飲用水處理的工藝組合示意圖

總之，具體凈水工藝流程應根據不同的原水水質和處理后的水質要求及經濟承受能 力，經研究確定。上述各種處理方法可以單獨使用，也可幾種方法結合使用以形式不同的處理系統，在水質凈化工藝中，通常都是幾種方法結合使用。