農(nóng)村飲水中常用水處理技術(shù)分析

陳 波

（水利部機(jī)關(guān)服務(wù)局新水天潤公司，100053，北京）

農(nóng)村飲水中常用水處理技術(shù)分析

陳 波

（水利部機(jī)關(guān)服務(wù)局新水天潤公司，100053，北京）

農(nóng)村飲水安全；水處理技術(shù)；分析

獲得安全飲用水是人們健康的有效保障。全國正在實(shí)施的農(nóng)村飲水安全工程是實(shí)現(xiàn)這一保障的重要舉措，采取適宜的水處理技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一保障目標(biāo)至關(guān)重要。本文梳理了“十一五”期間承擔(dān)的“農(nóng)村安全供水集成技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目中分析研究的農(nóng)村飲水不安全問題主要類型，對(duì)這些類型的水采取了相應(yīng)的處理技術(shù)，并對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行比較分析。

一、常規(guī)飲用水消毒技術(shù)

農(nóng)村分散供水和大部分集中供水無消毒措施，很大部分農(nóng)村人口飲用水大腸桿菌超標(biāo)，飲用水消毒的普及是飲水安全的基本保證。

1.液氯消毒工藝

氯消毒工藝已有上百年歷史，目前已經(jīng)達(dá)到高度自動(dòng)化的程度。向水中注入氯氣（或液氯）以消除水中的細(xì)菌，這一手段在殺滅腸道傳染病等方面發(fā)揮了重要作用。但氯氣本身是一種能夠嚴(yán)重威脅人體健康的有毒物質(zhì)。氯在殺死水中某些細(xì)菌的同時(shí)，能與水中的一些有機(jī)物產(chǎn)生反應(yīng)，形成鹵化有機(jī)化合物，如三氯甲烷，是一種國際上公認(rèn)的強(qiáng)致癌物質(zhì)。對(duì)氯消毒工藝進(jìn)行改進(jìn)可以減少三氯甲烷的生成。盡管氯消毒有其缺點(diǎn)，但消毒效果好，目前還沒有能全部代替它的消毒劑。液氯消毒適合于農(nóng)村集中供水消毒，采用此方法時(shí)應(yīng)加強(qiáng)工藝管理，注意提高工藝。

2.次氯酸鈉水消毒處理技術(shù)

在所有的消毒劑中，液氯最為經(jīng)濟(jì)。但是，由于液氯運(yùn)輸、管儲(chǔ)方面不安全，而且在投加時(shí)因氣體同水體的溶解性較低，氯氣瓶氣壓不斷變化，存在投加計(jì)量不夠準(zhǔn)確的問題。氯氣擴(kuò)散性極強(qiáng)，對(duì)環(huán)境存在毒害作用。次氯酸鈉液是一種廣泛用于包括自來水、中水、工業(yè)循環(huán)水、游泳池水、醫(yī)院污水等各種水體的消毒劑。同其他消毒劑相比，次氯酸鈉液非常具有優(yōu)勢。它清澈透明，互溶于水，徹底解決了像臭氧等氣體消毒劑因難溶于水而不易做到準(zhǔn)確投加的技術(shù)問題；也沒有液氯、二氧化氯等藥劑時(shí)常具有的跑、泄、漏、毒等安全隱患。它不僅消毒效果好，投加準(zhǔn)確，操作安全，使用方便，易于儲(chǔ)存，還可以在任意環(huán)境工作狀況下投加，適用于農(nóng)村小型集中供水消毒。

3.二氧化氯水消毒處理技術(shù)

二氧化氯（ClO2）是一種高效強(qiáng)力廣譜殺菌劑。其殺菌原理及性能在于二氧化氯能快速透過微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，氧化破壞其中的生物酶或氨基酸，從而殺滅微生物。二氧化氯還能有效殺滅多數(shù)藻類。與氯相比，二氧化氯殺菌效果受pH值影響小，能在pH值6~9的范圍有效殺滅微生物，因此用于循環(huán)冷卻水等堿性水體處理時(shí)，二氧化氯比其他氯系消毒劑效果更好。

二氧化氯是一種黃綠色氣體，具有與氯相似的刺激性氣味，不穩(wěn)定，其在空氣中的濃度大于10%時(shí)易于發(fā)生爆炸，溫度升高、曝光或與有機(jī)物接觸時(shí)也會(huì)發(fā)生爆炸。二氧化氯的揮發(fā)性較大，稍一曝氣即從溶液中逸出。二氧化氯不宜儲(chǔ)存，在實(shí)際應(yīng)用中只能使用二氧化氯發(fā)生器現(xiàn)場制備。二氧化氯發(fā)生器適合于農(nóng)村集中供水消毒。

二、苦咸水的有關(guān)處理技術(shù)

全國飲用苦咸水的人口有3 800萬人。苦咸水中含有大量硫酸鹽和氯化鈉，口感苦咸。人們?nèi)玳L期飲用苦咸水會(huì)影響身體健康。

1.離子交換處理技術(shù)

如果水中的硫酸鹽和氯化鈉濃度在350mg/L以下，可以使用陰、陽極離子交換吸附來達(dá)到脫鹽的目的。

2.電滲析水處理技術(shù)

電滲析法是20世紀(jì)用于海水淡化和咸苦水處理的一種裝置，原理是將具有選擇透過性的陰陽離子膜放在電滲析槽中,一種膜允許陰離子透過但排斥陽離子,另一種膜則相反,在電場的作用下水中的陰陽離子被膜分離出來而被去除,電滲析法的費(fèi)用較反滲透法低。

3.反滲透水處理技術(shù)

對(duì)城鎮(zhèn)和農(nóng)村社區(qū)而言，實(shí)行直飲水終端供應(yīng)是最安全的方法。飲水機(jī)、桶裝水在20世紀(jì)90年代末進(jìn)入普通百姓家庭。而作為一種新興產(chǎn)品，純水機(jī)可以過濾掉自來水中的各種其他物質(zhì)，經(jīng)純水機(jī)處理的水是純凈水。鑒于此，自來水終端制水機(jī)（直飲機(jī)）只需將直飲機(jī)安裝在自來水龍頭上，即可通過微孔過濾、超濾、納濾、反滲透（RO膜技術(shù)）等系列程序達(dá)到健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)，靈活方便，現(xiàn)制現(xiàn)喝。采用RO膜技術(shù)的直飲機(jī)是安全的飲用水處理方式。

反滲透水處理技術(shù)產(chǎn)品適用于機(jī)關(guān)、團(tuán)體、學(xué)校、部隊(duì)、家庭、醫(yī)院、農(nóng)村和城鎮(zhèn)社區(qū)，25 L直飲水總成本（包括電費(fèi)、水費(fèi)、耗材及機(jī)器折舊）一般為0.5元/桶。

三、有毒物質(zhì)的分子篩水處理技術(shù)

飲水中有毒物質(zhì)含量超標(biāo)往往是某個(gè)單項(xiàng)或某幾項(xiàng)指標(biāo)。分子篩結(jié)構(gòu)濾芯可用于處理飲用水中超標(biāo)的有毒物質(zhì)。

用分子篩結(jié)構(gòu)濾芯進(jìn)行自來水深度凈化處理，不僅可有效去除水中的物理污染和微生物污染，而且可高效去除水中各種類型的化學(xué)污染。分子篩結(jié)構(gòu)濾芯是采用具有特殊物理化學(xué)性能的天然礦物原料精制而成的，具有亞微型微過濾、分子篩廣譜吸收和靜電動(dòng)力吸附三大技術(shù)特點(diǎn)。經(jīng)分子篩結(jié)構(gòu)濾芯深度處理后的水，符合我國生活飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)有機(jī)物、農(nóng)藥和殺蟲劑的去除率均達(dá)到98%以上，鉛的去除率達(dá)到96.2%，汞的去除率達(dá)到98.8%，亞硝酸鹽氮的去除率達(dá)到99.7%。分子篩水處理技術(shù)適用于單項(xiàng)或某幾項(xiàng)超標(biāo)水的處理。

四、飲用水中的除氟技術(shù)

飲水型氟中毒在我國除上海市和海南省外，其他各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）均有不同程度的發(fā)生。除氟方法概括起來有三大類：

1.沉淀法

在水中加入鋁鹽或生石灰來沉淀水中的氟，此法的投藥量大，除氟不徹底，僅限于工業(yè)使用。

2.吸附和離子交換法

常用的有除氟炭(骨炭)凈水組件法、活性氧化鋁法、沸石(分子篩)及離子交換樹脂法等。具有特殊吸附和交換作用的這一類吸附劑，吸附飽和后還可再生，是其他方法不可相比的。

運(yùn)用活性氧化鋁和除氟炭凈水組件法除氟已有相當(dāng)長的時(shí)間，就單純除氟而言仍然是一種廣泛使用的方法，它對(duì)氟有選擇性的去除而且不吸附其他離子，對(duì)水質(zhì)前置處理的要求不十分嚴(yán)格，因此被廣泛應(yīng)用。其缺陷在于活性氧化鋁對(duì)氟的吸附量比除氟炭凈水組件低幾倍，并且吸附飽和后再生工藝復(fù)雜困難，處理后的水增加了鋁離子和硫酸根離子，使水有苦澀的感覺。最大的負(fù)面影響還在于鋁離子可增加患老年性癡呆的危險(xiǎn)。沸石和離子交換法因技術(shù)落后，對(duì)氟的吸附量低，處理后水價(jià)成本高，現(xiàn)已很少使用。

3.骨炭法

除氟炭與羥基磷酸鈣為同類產(chǎn)品，也有學(xué)者認(rèn)為骨炭就是未純化的羥基磷酸鈣，這種制劑在除氟過程中不給水體增加其他物質(zhì)，是目前除氟中最常選用的方法。其對(duì)氟有非常優(yōu)良專一的選擇性吸附作用，比活性氧化鋁的吸附量高出數(shù)倍，處理過的水不增加其他離子，完全滿足了除氟后飲用水衛(wèi)生、安全的要求。其對(duì)水的利用率也非常高，幾乎100%，屬節(jié)約環(huán)保型方法。其設(shè)備可大可小，可根據(jù)客戶用水量任意選擇設(shè)備大小進(jìn)行組裝，不受有無電源及時(shí)間、空間、單位和家庭的限制，屬于多環(huán)境適用型。還可用全自動(dòng)除氟調(diào)控裝置和氟化物檢測試劑盒等多項(xiàng)專利技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制和運(yùn)行管理，運(yùn)行費(fèi)用比反滲透法低50%以上，水價(jià)成本遠(yuǎn)低于其他方法。因此具有較大的競爭力，現(xiàn)在已規(guī)?；a(chǎn)的骨炭氟吸附容量比以前市場銷售的產(chǎn)品高出近1倍。

五、飲用水中的除砷技術(shù)和除鐵錳技術(shù)

全國飲用高砷水的人口有230萬人。飲用高砷水可引起地砷病。飲用水除砷技術(shù)主要有混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、生物技術(shù)、電凝聚法、膜技術(shù)和預(yù)氧化吸附技術(shù)等。深井泵→機(jī)械過濾→砷濾罐→清水池是一種值得試驗(yàn)的過濾吸附法。砷濾罐中主要材料為鐵屑，鐵屑在鋇的催化作用下可吸附水中的砷。

我國東北、內(nèi)蒙古等地區(qū)地下水鐵錳含量超標(biāo)。飲用水除鐵錳法為錳砂過濾法，其工藝為深井泵→曝氣過濾→錳砂濾罐→清水池，缺點(diǎn)是對(duì)低溫水處理效果不好。

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S277.7

B

1000-1123（2011）03-0053-02

2010-11-15

陳波（1956—），女，副總經(jīng)理，經(jīng)濟(jì)師。

責(zé)任編輯 李建章