微污染水源处理技术（一）

水是人类的生存与发展，社会的文明与进步的基本保障。饮用水更是与我们每个人的日常生活息息

相关。由于近几十年工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大，人们在生活和生产过程中排放出

来的污染物对源水水质的污染已经愈演愈剧，源水受污染的程度越来越严重，水中有机物质逐渐增

多。从20世纪60年代以来，不少地区饮用水水源水质日益恶化；同时，随着水质分析技术逐渐改

进，水源和饮用水中能够测得的微量污染物质的种类也不断增加，人们在饮用水的水质净化中又碰

到了新问题。针对源水中出现的新污染问题，进入20世纪70年代以后，人们就开始着手对水质净

化的新技术进行了研究，并且已经有很多技术在实际生产中应用，取得了较好的效果。 

　　1．物理技术

　　1.1 吹脱

　　吹脱是利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异，将挥发性组分不断由液相扩散

到气相中，达到去除挥发性有机物的目的。吹脱法具有费用低、操作简单的优点，但对难挥发的有

机物去除效果差。对于含有可挥发性化合物的污染原水，用填料塔进行曝气吹脱是一种行之有效的

方法。早期的空气吹脱只限于去除水中H2S等产生嗅和味的挥发性化合物及CO2。从70年代末起，

空气吹脱已开始用于去除挥发性有机污染物，并得到广泛的研究和应用。能挥发去除的有机物有：

苯、氯苯、二氯甲烷、四氯甲烷、二氯苯、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷等。在114种应优先去

除的污染物中，可用吹脱去除的有31种。去除效果与接触时间、气液比、温度、蒸汽压有关。当

气液比为1：1时，三卤甲烷去除率达10%以上，当气液比为20：1时，可高达85%，并可显著改善色

、嗅、味。

　　1.2 吸附

　　吸附处理技术是指利用物质强大的吸附性能来去除水中污染物的技术。目前用于水源水处理的

吸附剂有活性炭（AC）、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、离子交换树脂，其中用得最多

的是对水中有机污染物和臭味有较强吸附作用的疏水性物质—活性炭。

　　活性炭（AC）具有丰富微孔结构和表面憎水性，其对水中某些污染物有极强的亲和力，是有

效的去除方法。美国大多数水处理工作者认为，活性炭吸附是从水中去除多种有机物的“最佳实用

技术”，可作为其它深度处理技术的一个参照标准。活性炭可经济有效的去除嗅、味、色度、氯化

有机物、农药、放射性污染物及其它人工合成有机物。活性炭应用可以单独采用，亦可以与其它方

法组合使用而取得更佳效果。如活性炭与预氧化同时使用，可减少氯化有机物的生成量，此外还有

生物活性炭等方法。水处理中颗粒活性炭（GAC）使用较多，并已发展为球形活性炭、浸透型活性

炭、高分子涂层活性炭等多种类型。用活性炭做吸附剂去除水中污染物，虽能取得良好的效果，但

其价格较贵，再生困难，对大部分极性短链含氧有机物，如甲醇、乙醇、甲醛、丙酮、甲酸等不能

去除。人们开始研制高效、价廉的粘土吸附材料作为水处理吸附剂。粘土的比表面积大，低温再生

能力强，储量丰富，但大量粘土投入混凝剂中也增加了沉淀池的排泥量，给生产运行带来了一定困

难。目前这类吸附剂大多数仍处于研究阶段，重点在于对其吸附性能和加工条件、表面改性等方面

的探讨，以期提高吸附容量和吸附速率。

　　合成树脂吸附，如聚苯乙烯—二乙烯基苯聚合物，但因其再生或洗脱困难，比表面积小，费用

较高而使其应用受到一定限制。此方法虽然运行成本高，灵活性不如活性炭，但由于是人工合成产

品，其微孔尺寸可按需要改变。另外，其水中污染物吸附可逆性好，可用NaCl—NaOH再生，比活

性炭再生方便。而且随着高分子工业的发展，其开发潜力很大。

　　无机吸附剂中研究较多的是活性氧化铝吸附。氧化铝是一种两性物质，等电点约为pH9.5，当

水中pH小于9.5时吸附阴离子，大于9.5时吸附阳离子。因此，可以因吸附目的不同，而对氧化铝

进行改进，如酸改性、碱改性，从而获得最佳吸附容量。另外，因Ca、Mg的活性比Al强，还可以

进行酸（碱）的钙、镁修饰，可与腐殖酸形成共价键的有机金属络合物，去除腐殖酸达60—75%。

　　1.3 膜过滤技术

　　膜分离法是新兴的高分离、浓缩、提纯、净化技术，是用天然或人工合成高分子薄膜做介质，

以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分溶液进行过滤分离、分级提纯和富集的物理处

理方法。膜法在美国被EPA推荐为最佳工艺之一，日本则把膜技术作为21世纪的基盘技术，并实施

国家攻关项目“21世纪水处理膜研究（MAC21）”，专门开发膜净水系统。目前常见的膜法有：微

滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透蒸发、液膜及刚出现的毫微滤技术等。从膜滤法的功能上

看，反渗透能有效的去除水中的农药、表面活性剂、消毒副产物、THMs、腐殖酸和色度等。纳滤

膜用于分子量在300—1000范围内的有机物质的去除。而超滤和微滤膜可去除腐殖酸等大分子量（

大于1000）的有机物。因此，膜滤技术是解决目前饮用水水质不佳的有效途径。膜法能去除水中

胶体、微粒、细菌和腐殖酸等大分子有机物，但对低分子量含氧有机物如丙酮、酚类、酸、丙酸几

乎无效。把膜工艺进一步应用到给水处理中的障碍是：基建投资和运转费用高，易发生堵塞，需要

高水平的预处理和定期的化学清洗，还存在浓缩物处置的问题。然而，随着清洗方式的改进，膜堵

塞和膜污染问题的改善以及各种膜价格的降低，相信在不久的将来，膜法一定会在给排水领域造成

重大影响。