自2007年7月開始實施的新《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，飲用水水質(zhì)指標(biāo)由35項增加為106項，加強了對化學(xué)性污染物質(zhì)檢測的力度。同時按照國家規(guī)定，到2012年我國將開始全部執(zhí)行新國標(biāo)。

106項水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行日期漸行漸近，這對供水領(lǐng)域的深度處理技術(shù)提出了更高的要求。而對于供水水源水質(zhì)較差、水源單一的西部小城鎮(zhèn)而言，其供水質(zhì)量能否按期達標(biāo)則吸引了更多關(guān)注的目光。

近期，由重慶大學(xué)編撰，旨在引入荷蘭可持續(xù)發(fā)展的理念、技術(shù)和經(jīng)驗，提高我國西部小城鎮(zhèn)供水等環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)展能力的《中國西部小城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)指南》（以下簡稱為《指南》）將深度處理技術(shù)作為重要一節(jié)進行了闡述。

何為深度處理？

深度處理通常是指在常規(guī)處理工藝以后，采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ瑢⒊Ｒ?guī)處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除，提高和保證飲用水質(zhì)。應(yīng)用較廣泛的深度處理技術(shù)有：活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳和膜技術(shù)等。結(jié)合西部小城鎮(zhèn)的實際情況，《指南》指出，可適當(dāng)考慮使用前三種方法進行深度處理，以提高出水水質(zhì)。

臭氧—活性炭處理技術(shù)

臭氧—生物活性炭聯(lián)合處理工藝設(shè)計要點

1）臭氧—生物活性炭處理工藝中，臭氧投加量為1.5~3.0mg/l。
　　
　　2）在沒有實驗數(shù)據(jù)作為參考時，設(shè)計接觸氧化時間一般采用6~15min。
　　
　　3）在生物活性炭前不能進行預(yù)氯化處理。
　　
　　4）生物活性炭濾池的濾速為5~10m/h，炭床高2~4m，空床接觸時間為12~40min，高徑比為2~4，炭徑為0.3~2.0mm，反沖洗水強度為15~18 L/(s•m²)，氣體反沖洗強度為5~9 L/(s•m²)，反沖洗時間為8~12min，周期為3~6d，膨脹率為25%~35%。
　　
　　5）生物活性炭濾池的排水槽、排水渠、反沖洗配水系統(tǒng)、反沖洗水箱等的設(shè)計參見普通快濾池部分。

膜處理技術(shù)

按膜孔大小應(yīng)用于飲用水處理的膜可分為微濾(MF)、超濾(UF) 、納濾(NF) 和反滲透(RO)。工業(yè)應(yīng)用中需要把膜安裝成膜組件，膜組件主要分為:中空纖維式、卷式、板框式和管式。中空纖維式和卷式組件膜填充密度高，造價低，組件內(nèi)流體力學(xué)條件好。但這兩種組件對制造技術(shù)要求高，密封困難，使用中抗污染能力差，對料液預(yù)處理要求高。板框式和管式組件膜填充密度低，造價高，但組件清洗方便，耐污染。
　　
　　目前，已有數(shù)十種材料用于制備分離膜。其中用陶瓷材料制成的膜具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐酸堿性，機械強度高，它的管式組件能處理含較大懸浮顆粒的水，而且不易堵塞膜的通道。

1 超濾與微濾

微濾是以靜壓差為推動力，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的篩分作用進行分離的膜過程，其原理為表面過濾。在靜壓差作用下，小于膜孔的粒子通過膜，比膜孔大的粒子則被截留在膜面上，使大小不同的組分得以分離，操作壓力為0. 8 MPa～1.0MPa。超濾膜的微孔孔徑大致在0. 005 μm～0.1μm之間，因此超濾膜分離過程曾被看作是一種單純的物理篩分過程，然而事實上在膜分離中，反滲透(RO) 、超濾(UF)和微濾(MF)之間，并不存在明顯的界限，超濾膜的大孔徑一端與微孔濾膜相重疊，其小孔徑一端與反滲透膜相重疊，所以近年有人提出了超微過濾和疏松反滲透的新建議。因為前者的孔徑介于超濾與微濾之間，后者介于反滲透和超濾之間。正是由于這個原因，超濾過程不可能是單純的物理篩分過程。特別是超濾處理的大都是大分子有機物、膠體、蛋白質(zhì)等，對于這些溶質(zhì)與膜材料之間的相互作用所產(chǎn)生的物化影響更不能忽視。國內(nèi)外研究證實了超濾膜是懸浮顆粒、膠體、濁度和細菌的有效屏障，但因為它的截流分子量較大，導(dǎo)致它對水中有機物的去除效率不高。吳舜澤等的研究表明超濾膜對水中耗氧量、UV的去除效率視 分別在0～49 %、20 %～36 %之間，出水耗氧量比較高。為了達到更好的飲用水深度處理效果，超濾工藝通常與高級氧化、吸附等去除有機物效率高的工藝聯(lián)合使用。

2 納濾

納濾膜通常被認(rèn)為帶負(fù)電荷。與荷電膜的脫鹽機理比較一致的說法是因為膜帶電后產(chǎn)生道南效應(yīng)，一般都用道南平衡理論來解釋。
　　
　　當(dāng)荷電膜放入一種鹽溶液時，就會出現(xiàn)動態(tài)平衡?？拷っ嫣幍姆措x子(和膜所帶電行相反的離子) 濃度要比溶液中高，而同離子(和膜所帶電荷相同的離子) 濃度又比溶液中低一些，這就產(chǎn)生了道南電位。
　　
　　這個電位阻止了反離子從膜面擴散到溶液中以及同離子從溶液中擴散到膜面。道南電位將同離子排斥于膜面外，由于要保持電中性，反離子也被排斥。在壓力梯度作用下，水通過膜時也會發(fā)生這種情況。
　　
　　陰、陽離子的去除率決定它們的電荷密度和離子濃度及膜上電荷對它們排斥和屏蔽作用的大小。離子的去除率隨低價態(tài)反離子增多而減小(因膜對其電行屏蔽弱一些) ，隨高價態(tài)同離子增多而增大(因其能更有效地被膜排斥) 。
　　
　　高濃度電解質(zhì)溶液中，膜上電荷能被反離子更有效地中和(或屏蔽) ，從而降低膜的選擇性。

　　研究表明，納濾膜對于三鹵甲烷前體物( THMFP) 、鹵乙酸前體物( HAAFP) 和水合氯醛前體物(CHFP) 有高去除率，分別為97 % ，94 %和86 %。納濾技術(shù)在山東長島南隍城納濾示范工程是國內(nèi)首套工業(yè)化大規(guī)模膜軟化系統(tǒng)，它以海島高硬度苦咸水為水源，采用納濾技術(shù)制備飲用水，系統(tǒng)連續(xù)正常運行27 個月，淡化水符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
納濾膜不僅有機物去除率高，對水中的無機離子也有很大的截留率，這樣就使一些對人體健康有益的離子、硬度、堿度以及微量元素被去除，出水不適合長期飲用，因此發(fā)展和應(yīng)用低脫鹽率、高有機物截留率的新型納濾膜是十分有意義的。據(jù)報道，一種新型納濾膜NF200B 對鹽類的去除率在50 %左右，出水符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

3 反滲透

在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑(水) 壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然界正常滲透過程相反的，因此稱為反滲透。

按使用范圍可將反滲透膜分高壓反滲透膜和低壓反滲透膜，高壓反滲透膜操作壓力在5. 0 MPa 以上，主要用于海水淡化;低壓反滲透膜，通常在1. 4 MPa～2. 0 MPa下進行操作，主要用于苦咸水脫鹽;超低壓反滲透膜又稱疏松型反滲透膜，即為納濾膜。

反滲透在海水、苦咸水淡化、純水和超純水的制備、城市給水處理以及城市污水和工業(yè)廢水處理等方面均有普遍應(yīng)用，尤以在海水、苦咸水淡化方面的應(yīng)用最為普遍。1997 年在我國舟山嵊山建成日產(chǎn)500 m³ 級反滲透海水淡化站，運行結(jié)果表明，反滲透膜元件脫鹽率大于99 % ，可將含鹽量27 000 mg/ L 的海水淡化至200 mg/ L以下。繼嵊山之后，在遼寧省、浙江省、山東省都相繼建成了幾個大型反滲透海水淡化站。這標(biāo)志著我國反滲透海水淡化已步入產(chǎn)業(yè)化。2000 年9 月在河北滄州市建成18 000 m³/ d 苦咸水反滲透淡化廠，該系統(tǒng)淡水水質(zhì)符合GB 5749285 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，其中溶解固體小于500 mg/ L 。

反滲透技術(shù)為開發(fā)海水、苦咸水資源提供了一種有效的途徑，它必將具有廣闊的發(fā)展前景。

編輯：張倩