水污染与常见净水技术.docx

水污染与常见净水技术自来水的生产工艺：自来水处理的目的是使其水质达到生活饮用水卫生标准的要求，由于水源种类及其原水性质不同，其处理方法和工艺可能有所不同。一般自来水厂的常规处理工艺是采用“物理-化学作用”使浑水变清并去除致病菌，使水质达到饮用水水质标准。 由地表水制取自来水的一般加工过程如图所示。 (1)混凝絮凝：原水经取水泵房提升后，首先经过混凝工艺处理。自药剂（常见的有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等）与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止的整个过程称为混凝。混合过程要求在加药后通过水力、机械的剧烈搅拌，使药剂迅速均匀地散于水中。经混凝反应处理过的水通过道管流入沉淀池，进入净水第二阶段。(2)沉淀处理：混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀，这个过程在沉淀池中进行。水中的颗粒沉于池底，污泥不断堆积并浓缩，定期排出池外。(3)过滤处理：过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒，从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等，使水澄清的过程。(4)滤后消毒：消毒并非把微生物全部消灭，只要求消灭致病微生物。虽然水经混凝、沉淀和过滤，可以除去大多数细菌和病毒，但消毒则起了保证水质达到饮用水细菌学指标，同时它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制细菌繁殖且预防污染。消毒过程中添加氯（液氯、二氧化氯），主要通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。消毒后的水由清水池经送水泵房提升达到一定的水压，在通过输、配水管网送给千家万户。自来水余氯浓度过高的主要危害有：1、刺激性很强，对呼吸系统有伤害。2、易与水中有机物反应，生成三卤甲烷等致癌物。尤其是近年来水源污染越发的严重，直接导致自来水中余氯含量的增加。所以直接饮用自来水烧的开水也不是健康的选择，对自来水进行再净化日益重要。经过净水设备净化后的自来水，在保留对人体有益的矿物质的基础上吸附自来水中的余氯和其他有害物质，更适合人体饮用。自来水三卤甲烷浓度过高的主要危害有：三卤甲烷（trihalomethans,THMs）在自来水氯化消毒过程中，氯与水中的有机物所反应生成的主要挥发性卤代烃类化合物，包括氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，1974年Rook首次在饮用水中监测到。三卤甲烷具有致癌作用，对人体健康有重大威胁。在动物试验中证明具有致突变性和（或）致癌性，有的还有致畸性和（或）神经毒性作用，可引起肝、肾和肠道肿瘤。贮存环节的二次污染城市化的发展，高层建筑的二次供水走进了千家万户，但不容忽视的是二次供水的污染问题。配水系统中的水塔和高位水池，一般不设消毒设施，管理措施也很薄弱，是自来水二次污染最主要的安全隐患。水箱管理不善：贮水设备长期不维修，不清扫消毒，势必水质会逐步恶化。凡是未定期消毒和清洗的水箱，其水质常规四项指标（余氯、浑浊度、细菌总数、总大肠杆菌）合格率明显下降。水箱防腐层脱落：金属贮水设备一般都要涂刷内外防腐层，普通的防锈漆附着力差，一定时间后会脱落，金属壁失去保护作用后腐蚀，影响水质。贮水时间过长：部分贮水设备容积过大，水在设备中停留时间过长也会影响水质。对自来水不同贮存时间的水质变化情况进行检测的结果见下表所示。结果显示在水箱中贮存24小时后，余氯为零。总大肠杆菌数量明显增加。另外如果贮水设备的通气孔无防污染措施，盖板密封不严密等，都会造成较严重的污染。煮沸法煮沸法是全世界目前使用最普遍的水质处理方式，水经加热至100度，使之沸腾，煮沸后的水可杀死一般细菌、病毒、寄生虫，虽然大家都普遍认为，煮沸的水较有保障，但存在水中的重金属及颗粒沉淀物、无机及有机化合物根本无法以煮沸法去除污染，所以煮的再久却怎么也消不掉，而自来水厂在净水场加氯消毒的过程中，会产生三卤甲烷，是一种具致癌的化学物质，而水在加热的过程中，三卤甲烷会先随着温度上升而增加，并在温度到达100时达到最高点，除非持续煮沸一段时间，三卤甲烷的含量才会逐渐减少，否则无法消除，所以煮沸法耗时且不方便，而且无法完全去除水中之污染物。中空丝膜将每支0.1或0.2微米的中空纤维管紧紧的结成一束，用以过滤掉污垢、沉淀物及其他污染物质，当纤维管是全新且干净的时候，短期内可有效去除杂质微粒及部份细菌，无法有效过滤病毒或有机污染物与多数无机污染物，长期使用容易造成堵塞。 碱性离子水电解水通常是指将电解槽中放置阴极和阳极二电极板，并在其中间配置透析薄膜，然后将电流通过电解槽内的水，水经过电解之后，阳离子向负极析出形成碱性离子水；阴离子向正极析出形成酸性离子水，其诉求人体因不当饮食，体质呈现酸性，易产生疾病，基于酸碱中和之原理，故多喝碱性离子水会帮助身体健康，但此一诉求尚未经有医学临床实验报告证明，且若来源水若遭重金属污染，碱性离子水易形成重金属浓缩液，反而造成健康的伤害，因其未具备任何的滤净功能，所以无法滤除水中的污染物。颗粒活性碳利用松散的活性碳颗粒填装成滤床形成物理过滤网，可减少氯，无法去除大部份的水中污染物、有机化合物、或细菌及病毒，但是当水通过粒状的活性碳，因活性碳粒彼此间并不是相当的紧密，水压的关系，会将活性碳挤压至集中，形成水道，让水流未经过滤即流出，降低过滤的效果，部份净水设备会加入含银活性碳，号称可以杀菌，其实含银活性碳只可以抑制细菌生长，但是银只能抑菌，不能杀菌，而且银属于重金属，会对人体造成影响。 反渗透是采用一种孔径十分细的半透性薄膜，在被处理的水侧施加大于逆渗透压的压力，受压的水被挤入半透性薄膜，藉以拦阻且过滤水中大部份一定大小的分子、寄生虫及污染物，只有很小的水分子才能透过，经过处理的水收集在储存槽内，当成饮用水，可减少寄生虫、无机污染物及部份有机污染物，但是逆渗透的装置是有等级之分的，且处理后的水也有污染之虞，像是由储水桶至出水水龙头端，就是最长受微生物污染的位置，而且维护费用较高，安装不易，且把对有益人体的矿物质从水中给去除掉了，可是却无法有效消灭细菌及病毒、部份有机污染物无法去除，净水速度缓慢且没有效率，您花了10公升的水费，只得到2公升的水，非常不符合经济效益。另外，自来水中的余氯对膜本身有伤害的，所以反渗透往往与活性炭联合使用。陶