Ⅰ 給水處理中常用技術概述
由於水是一種溶解力很強的溶劑，又與外界環境如空氣、地殼、土壤等廣泛接觸，故而水中必然含有很多雜質，而水的處理或者凈化其實質就是通過各種水處理技術去除水中有關雜質，以獲得達到一定水質標準的水供生活飲用或工業使用。水處理技術包括混凝、過濾、吸附、膜分離和消毒等。
1 混凝技術
混凝技術的處理對象是水中的懸浮物和膠體物質，其關鍵技術是選擇和投加適當的混凝劑，經混凝過程使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，然後通過澄清、沉澱進行分離。歷史上很早以前就有以明礬凈水的記載，直至今日，我國的水廠大都採用鋁鹽或鐵鹽作為無機混凝劑，近年來也研究開發和應用了一些新的混凝劑如無機聚合態的聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（PAS）等，也包括一些有機高分子絮凝劑如聚丙烯醯胺（PAM）等。
給水和廢水的處理過程中，為了滿足用水水質和環境排放的要求，一般在預處理中採用混凝沉澱法，即向水中投加混凝劑或絮凝劑以破壞溶膠穩定性，使水中的膠體和懸浮物顆粒絮凝成較大的絮凝體，以便從水中分離出來，達到水質凈化的目的。混凝處理實際上包括凝聚和絮凝兩種膠體顆粒物的聚集過程，是一種較為經典的水處理工藝，應用十分普遍。近年來，在絮凝動力學、絮凝形態學、新型高效混凝劑以及高效絮凝反應器等方面的研究和應用，有了許多新的發展，推動了混凝技術的進步。
2 過濾技術
過濾技術是選擇和利用多孔的過濾介質（或稱濾料截面）使水中的雜質得到分離的固液分離過程。它通常與混凝、澄清或沉澱結合使用，這樣不僅能有效的降低水的濁度，而且對去除水中某些有機物和細菌、病毒也有一定的效果，因此，在生活飲用水處理中，過濾是必不可少的，在大多數工業用水處理中也常採用作為預處理過程。根據過濾技術的特點可知，在過濾技術中選擇適當的過濾介質-濾料是極為重要的，目前常用的過濾介質--濾料從砂、無煙煤、微孔塑料、陶瓷，到各種高分子分離膜等可以有多種選擇，它們可以去除水中不同粒度的雜質，此外，通過對過濾器進行優化設計可對過濾效果產生較大的影響。
原水經過混凝澄清處理以後，大部分懸浮物已被去除，但此時水質仍無法滿足飲用水標准和後續處理工藝的水質要求，所以在常規水處理工藝中，過濾常被安排在沉澱池或澄清池之後，經過濾後的出水濁度可以降到小於1單位。在原水濁度較低時（25單位以下），也可採用不經澄清直接過濾。
3 吸附技術
吸附是一種物質附著在另一種物質表面的過程，他可以發生在氣--液、氣--固和液--固兩相之間，在水處理中主要討論物質在水與固體吸附劑之間的轉移過程。許多多孔的固相物質可以作為吸附劑，例如活性炭、木屑、活化煤、焦炭、吸附樹脂等，其中以活性炭使用作為廣泛。吸附劑表面的吸附力可分為分子引力（范德華力）、化學鍵力和靜電引力三種，故而吸附可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附。影響吸附的因素很多，主要有吸附劑、被吸附物質的性質和吸附過程操作條件等，吸附劑的性質又可分為吸附劑微孔的大小、比表面積以及其表面化學特性等。吸附過程操作條件主要與pH值、溫度、接觸時間等因素有關。
活性炭吸附技術目前應用較多的是在給水處理中去除微量有害物質和嗅味等，尤其是去除水中有機污染物效果較好，因而可單獨或與臭氧結合用於給水深度處理。此外，活性炭吸附在廢水處理中也有廣泛的應用。近年來在新的吸附劑方面又發展了有關的離子交換樹脂和KDF等吸附劑已在給水處理中應用較廣，值得重視。
4 膜分離技術
膜分離技術是利用特殊的有機高分子或無機材料製成的膜將溶液隔開，使溶液中的某些溶質或水滲透出來，從而達到分離的目的。膜分離的優點是分離截面效果好，一般沒有相的變化，設備容易操作，便於產業化等。當然，膜分離技術也存在一定的局限性，例如對待處理的原水水質要求嚴格，處理能力相對較小，需要注意膜的堵塞與清洗等，目前常用的膜分離技術主要有反滲透（RO）、電滲析（ED或ERD）、納濾（NF）、超濾（UF）、和微濾（MF）等，主要用途也各不相同，ED或ERD的局限性是可去除帶電雜志，但對病菌和大多數有機物效果較差；UF和MF去除顆粒直徑較大，但運行時所需壓力較低，膜的成本和運行費用較低；而RO和NF由於它們分離的顆粒直徑小，對病菌、有機物和無機物均有較好的效果，因此具有較廣泛的處理能力和應用范圍，既可用於工業水處理，也可應用於飲用水處理，尤其是近幾年發展迅速的NF技術，因其運行壓力較低，膜的成本和運行成本大幅減少，目前正成為水處理中優先發展的技術和領域。由於水資源緊缺是21世紀全球的一個突出矛盾，而且近年來相關法律法規不斷完善與嚴格，水質分析檢測技術不斷改進，膜的生產成本及銷售價格有下降趨勢，因此，膜技術在水處理方面必將得到越來越廣泛的應用。
5 消毒技術
水的消毒主要是為了殺滅或抑制水中對人體有害的致病微生物。水的消毒技術可分為化學消毒和物理消毒兩大類，化學消毒中採用的消毒劑又可分為氧化型消毒劑和非氧化型消毒劑，氧化型消毒劑中應用最廣的是氯及其製品，這是由於氯的價格低廉、消毒效果良好、使用較方便等特點，在非氧化型消毒劑中如季銨鹽等在工業冷卻水的殺菌，滅藻中應用較多。物理消毒中應用較多的是臭氧消毒和紫外線消毒，臭氧消毒的特點是殺菌效果好，不需很長的接觸時間，受水中的PH值和氨氮影響較小，能通過強氧化作用消除水中的有機物，對水中的鐵、錳、色度和嗅味也有一定的去除效果，其缺點是耗電較多，運行費用高，同時，臭氧需邊生產、邊使用，不易存儲；紫外消毒的缺點是消毒作用有一定的作用距離和范圍，當水中的懸浮物和濁度高時會妨礙紫外線的透射等。
近年來以氯為主要消毒劑已發展了一些新品種，如二氧化氯（ClO2）、
氯代異氰酸鹽（TCCA與DCCA）以及一些加氯的增效劑，如等三嗪類化合物等，此外，含溴的消毒劑也有相應的發展，在非氧化型消毒劑中出現了異噻唑啉酮、季銨鹽等新品種。物理消毒中臭氧和紫外消毒也發展較快，這可能和加氯後產生消毒副產物有關，如鹵代甲烷類化合物等，有的已確認為致癌物而引起廣泛關注，因此非氯消毒劑也有很大的發展前景。
6 結語
給水處理技術的目的是通過各種必要的處理技術改善原水水質，使他們符合生活飲用或工業使用的要求，因此水處理需要根據原水水質和出水水質的要求加以確定，為了達到處理的要求，應根據實際情況選用合適的技術，有時往往將幾種處理技術結合或復合使用。
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Ⅱ 目前水體消毒的方法主要有哪些
一、水的消毒就是用化學和物理方法殺滅水中的病原體，以防止疾病傳染，維護人群健康。物理消毒法有加熱法、γ輻射法和紫外線照射法等；化學消毒法有投加重金屬離子(如銀和銅)、投加鹼或酸、投加表面活性化學劑、投加氧化劑（氯及其化合物、溴、碘、臭氧）等的消毒法。在這些方法中以氧化劑消毒應用最廣，其中以氯及其化合物消毒尤為通用，其次是臭氧消毒。紫外線照射法和投加溴、碘及其化合物的方法用於小規模水廠或特殊設施(如游泳池)用水的消毒。
二、物理消毒介紹
紫外線消毒的生物學原理
a.飲用水紫外線消毒技術應用分析 氯消毒會產生具有致癌作用的氯化消毒副產物，而近些年來賈第蟲和隱孢子蟲的發現，使現有的氯消毒工藝面臨嚴峻的挑戰，人們開始尋找新的替代消毒技術有效地提高消毒效果，並且可以降低消毒過程中產生的副產物對人體健康的潛在危害，同時保證飲用水的微生物學安全性和化學安全性。在眾多的替代消毒技術中，由於紫外線消毒不添加任何化學物質、消毒效果好及不產生消毒副產物等優點而引起人們的重視。紫外線消毒的歷史非常悠久，在歐洲，飲用水紫外線消毒已有近百年的歷史。
1910年，法國的馬賽一家自來水廠最先安裝了一套紫外線消毒系統對飲用水進行消毒，到目前為止，西方發達國家已在污水處理廠安裝了近4000套大型紫外線消毒系統，應用該技術的廠家約占污水處理廠總數的10%。同時，至2001年底已有2000多家自來水廠採用了紫外消毒技術，占自來水廠總數的10%以上，並且大量的紫外消毒技術改造工程正在進行之中。由於紫外線消毒在環保及人身安全方面的突出優點，歐洲及北美的許多國家將紫外線消毒列為用水終端和用戶進水端及小型給水系統中的首選方法。尤其是發現自來水中存在隱孢子蟲後，美國已經將紫外消毒工藝作為自來水消毒的最佳手段寫入供水法規中。
紫外線位於X射線和可見光之間，在物理學上一般將紫外線分為真空紫外線區(<190nm)、遠紫外區(190-300nm)和近紫外區(300-400nm)；按其生物學作用的差異，紫外線可分為UV-A(320-400nm)、UV-B(275-320nm)、UV-C(200-275nm)和真空紫外線部分。水處理中實際上是使用紫外線的UV-C部分，在該波段中260nm 附近已被證實是殺菌效率最高的紫外線。紫外線滅菌的原理是基於核酸對紫外線的吸收。紫外殺菌本質上是一個光化學過程，每一粒波長253.7nm的紫外線光子具有4.9eV的能量，紫外光子必須被吸收才具有活性。
核酸是一切生命體的基本物質和生命基礎，核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，其共同點是由磷酸二脂鍵按嘌呤與嘧啶鹼基配對的原則而連接起來的多核苷酸鏈。當微生物體受到紫外線照射時，會吸收紫外線的能量，從而引起DNA的損傷，最常見的兩種損傷形式為環丁烷嘧啶二聚體(cyclobutane pyrimidine dimmer,CPD)和嘧啶-嘧啶酮光產物(pyrimidine pyrimidone photoprocts, PP)。當DNA受到紫外線照射後，相鄰的嘧啶鹼基共價交聯形成環丁烷四圓環，使兩個鹼基的5、6位雙鍵飽和，形成CPD。嘧啶-嘧啶酮光產物是通過5嘧啶的5和6位碳原子或3嘧啶的4位碳原子和位於4位碳的氧原子或亞氨基異構體間形成的二氧乙烷或氮雜丁烷4圓環而形成的，這些都是比較穩定的化學鍵，從而阻止了DNA的復制；另一方面，在紫外線的照射下可以產生自由基引起光電離，造成微生物不能復制繁殖，就會自然死亡或被人體免疫系統消滅，不會對人體造成危害，從而達到消毒的目的。
b.紫外線消毒對水中微生物的滅活效果紫外線消毒具有較高的微生物滅活效果，對水中多種微生物都具有良好的滅活效果，並且殺菌速度快，大多數都是在1秒之內。另外，紫外線消毒技術對近些年發現的致病性病原微生物賈第蟲和隱孢子蟲也具有良好的滅活效果。隱孢子蟲孢囊通過人畜的糞便排入環境，它們可在環境中存活很長時間，隱孢子蟲卵囊和賈孢子蟲孢囊比其它水傳染病源微生物的存活時間長，因而可引起多次疾病的爆發。隱孢子蟲引起的疾病非常嚴重，其普遍的的症狀是腹瀉、嘔吐、低燒，類似流感的症狀，而對免疫機能不健全的患者，如艾滋病患者，其疾病更為嚴重，導致死亡。
如1994年美國拉斯維加斯市爆發隱孢子蟲病，20名艾滋病患者死亡。近年來的研究表明，使用低壓汞燈和中壓汞燈的輻射劑量在30J/m2時，能滅活隱孢子蟲99.9 %以上，並且通過大量的實驗證明低壓汞燈和中壓汞燈均能有效地滅活隱孢子蟲。紫外線消毒對軍團菌也有良好的效果，Muraca比較了臭氧、紫外線和氯和加熱對軍團菌的滅活情況，紫外線和加熱(60度)1個小時產生了5log的滅活，氯和臭氧需5個小時才能達到同樣的滅活效果。
c.紫外線消毒與其它消毒方法的比較五種常用的消毒方法在消毒效果、費用及安全性方面的比較。從表中可以看出，幾種中化學消毒劑滅活微生物需要較長的時間，而紫外線消毒僅需幾秒鍾即可達到同樣的滅活效果。化學消毒劑都會產生一些對人體健康有害的消毒副產物，並且操作及管理也比較復雜，紫外線消毒在滅菌的過程中不產生消毒副產物，而且運行操作簡便，其基建投資及運行費用也低於其他幾種化學消毒方法。
d. 紫外線消毒應用的優缺點紫外線消毒工藝具有其他消毒工藝所無法比擬的優勢，克服了現有傳統消毒技術的缺點。歐洲許多國家以及北美的加拿大和美國已在九十年代分別修改了環境立法，在廢水處理後的消毒，以及飲用水的消毒上，推薦採用紫外線消毒技術。
紫外線消毒的優勢
(1) 紫外線消毒技術具有較高的殺菌效率，運行安全可靠。紫外線消毒對細菌和病毒等具有較高的滅活效率並且由於不投加任何化學葯劑，因此它不會對水體和周圍環境產生二次污染。
(2) 對隱孢子蟲和賈第蟲有特效消毒效果，常規的氯消毒工藝對隱孢子蟲和賈第蟲的滅活效果很低，並且在較高的氯投量下會產生大量的消毒副產物，而紫外線消毒在較低的紫外線劑量下對隱孢子蟲和賈第蟲就可以達到較高的滅活效果。
(3) 不產生有毒有害副產物，不增加飲用水的AOC含量。紫外線消毒不改變有機物的特性，並且由於不投加化學葯劑，不會產生對人體有害的副產物，並且不會增加AOC和BDOC等損害管網水生物穩定性的副產物。
(4) 能降低臭味和降解微量有機物，紫外線對水中多種微量有機物具有一定的降解能力，並且能夠降低水的臭和味。
(5) 佔地面積小，運行維護簡單、費用低。對每天5萬噸污水用氯消毒來說，需建有一個130米長、3米寬的接觸渠。採用紫外線消毒只需20米長3米寬的面積；紫外線消毒運行維護簡單，運行成本低，可達每噸水僅4厘人民幣甚至更低，其性能價格比具有很大優勢。(6) 消毒效果受水溫、pH影響小。
紫外線消毒技術在工程應用中缺點
主要有以下幾個方面：
(1) 無持續殺菌能力，消毒後的水如果遇到新的污染源，會再次被污染，需與氯配合使用；(2) 濁度及水中懸浮物對紫外殺菌有較大影響，降低消毒效果；
(3) 紫外燈套管容易結垢，影響紫外光的透出和殺菌效果，因此需要對套管進行定期的清洗以及採取表面降溫措施來防止管垢的形成；
(4) 細菌的復活現象，一些細菌被紫外照射失活的病毒細菌可通過光的協助修復自身被破壞的組織，達到復活目的，另外一些細菌可能存在著暗復活現象(無需光照)；
(5) 國內使用經驗少，在國內，雖然工程上已經逐漸開始使用紫外線系統，但是對於紫外線消毒技術的研究並沒有完全開展起來，對於紫外線消毒的應用也還存在較多問題。
紫外線消毒技術應用前景
紫外線消毒具有廣譜性，對多種病源微生物都有較好的作用效果。歐洲許多國家以及北美的加拿大和美國已在九十年代分別修改了環境立法，在廢水處理後的消毒以及飲用水的消毒上，都推薦採用紫外線消毒技術。目前紫外線在飲用水消毒、再生回用水消毒、生活污水、工業廢水等的消毒處理中得到了一定的應用，盡管紫外線消毒技術存在無持久殺菌能力、細菌光修復問題及燈管的使用壽命等問題，但是相信隨著人們對紫外線消毒技術研究的不斷深入，殺菌效率更高的中壓燈、脈沖燈的出現，燈管使用壽命的延長，以及對紫外線消毒系統設計研究的深入，紫外線消毒裝置產品的商業化、國產化，綠色環保高效的紫外線消毒技術在我國飲用水消毒中將具有良好的應用前景。總之，各種消毒劑均有其自身的優、缺點，應根據原水、水廠特點有針對性地加以應用
三、化學消毒介紹
飲用水中常見的消毒工藝包括液氯、氯胺、二氧化氯、臭氧、紫外線和膜消毒等.分析了各種消毒工藝的機理、運行特點和對各種病原微生物的處理效率.飲用水深度凈化工藝能夠很好地去除水中消毒副產物前驅物質及病原微生物,提出以氯胺或二氧化氯作為最終的消毒劑,而臭氧氧化可以作為預處理的處理方案.分析了紫外線消毒技術的應用范圍.
Ⅲ 生活飲用水最常用的消毒方法
•1、漂白粉直接消毒法。我們會取用適當的漂白粉和清水一起攪拌均勻,然後等待一些時間,最後取一些直接投入到需要使用的水中,一般需要等到12小時候以後才能飲用。
•2、使用消毒靈進行消毒。這種方法比較簡單,有的農村如果需要消毒的話會用到這種方法,因為攜帶和操作都很方便,而且經濟實惠。
•3、二氧化氯消毒法。這是一種很強的強氧化劑。在飲用水中具有很強的消毒作用,高效滅菌、殺毒、去味,而且消毒比較快,還能防止再次污染。是衛生組織最提倡的一種方法,還能用於醫療或水果等消毒,但是成本太高了。
•4、用臭氧消毒。臭氧在常溫下有一股很大的味道,但是在水中會比較好用,在處理水的時候,能夠無色無味,口感好,消毒的效果也很好,但是製作成本比較高,一般都不太會用於農村的飲用水消毒。
•5、漂白粉持續消毒。漂白粉的消毒有很多使用方法,剛第一步介紹的是一種,還有一種就是持續消毒,將需要的用量和清水攪拌成糊狀,然後裝入容器中,將邊緣或者底部弄一個開口,將線纏住,放到水中,使消毒液一點一點的深入到水中。